Tailieumoi.vn biên soạn và giới thiệu các kiến thức trọng tâm về Silic (Si) bao gồm định nghĩa, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng và cách điều chế của Silic, giúp học sinh ôn tập và bổ sung kiến thức cũng như hoàn thành tốt các bài kiểm tra môn Hóa học. Mời các bạn đón xem:

Silic (Si): Tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng và cách điều chế

I. Định nghĩa Silic (Si) là gì? 

   - Silic là một phi kim

   - Kí hiệu: Si

   - Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p2 hay [Ne]3s23p2

   - Số hiệu nguyên tử: Z = 14

   - Khối lượng nguyên tử: 28

   - Vị trí trong bảng tuần hoàn:

   + Ô, nhóm: ô số 14, nhóm IVA

   + Chu kì: 3

   - Đồng vị: Silic có 3 đồng vị bền là 2814Si , 2914Si và 3014Si

   - Độ âm điện: 1,90

II. Tính chất vật lí & nhận biết của Silic (Si)

   - Silic có 2 dạng thù hình là silic tinh thể và silic vô định hình

   + Silic tinh thể: màu xám, có ánh kim, bền, nhiệt độ nóng chảy = 1420oC, có tính bán dẫn

   + Silic vô định hình: bột màu nâu

III. Tính chất hóa học của Silic (Si)

Nhận xét:

- Độ hoạt động hóa học: Si tinh thể < Si vô định hình

- Si là nguyên tố vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa

1. Tính khử

a. Khử phi kim mạnh hơn: X2 (halogen), O2, S, N, C,...

   + Khử F2 ở nhiệt độ thường: 

   + Khử các phi kim khác ở nhiệt độ cao: 

b. Khử nước trong môi trường kiềm

2. Tính oxi hóa

   * Si oxi hóa được một số kim loại như Ca, Mg, Fe,…

* Chú ý:

   + Khác với C, Si không oxi hóa được H2

   + Tương tự C: Si khử một số chất có tính oxi hóa mạnh (HNO3, H2SO4(đ,n),... )

IV. Trạng thái tự nhiên của Silic (Si)

   - Trong tự nhiên, nguyên tố Si

   + chiếm khoảng 29,5% về khối lượng vỏ trái đất

   + có ở dạng hợp chất: cát (có SiO2 ), cao lanh (Al2O3.SiO2.H2O ),…

V. Điều chế Silic (Si)

1. Trong phòng thí nghiệm

2. Trong công nghiệp

VI. Ứng dụng của Silic (Si)

   - Dùng Si tinh thể, siêu tinh thể để chế tạo: các linh kiện điện tử, pin mặt trời,…

   - Chế tạo thép silic: chịu axit, đàn hồi tốt.

VII. Các hợp chất quan trọng của silic

   - Silic đioxit (SiO2 )

   - Axit silixic, muối silicat

VIII. Bài tập liên quan về Silic (Si)

A. Bài tập trắc nghiệm 

Bài 1: Một loại thủy tinh chịu lực có thành phần theo khối lượng của các oxit như sau: 13% Na₂O; 11,7% CaO và 75,3% SiO₂. Thành phần của loại thủy tinh này được biểu diễn dưới dạng công thức nào?

Lời giải:

Tỷ lệ số mol của các oxit: n_Na2O : n_CaO : n_SiO2 = 13/62 = 11,7/56 = 75,3/60 = 0,21 : 0,21 : 1,255 = 1:1:6

Vậy công thức của loại thủy tinh này: Na₂O.CaO. 6SiO₂

Bài 2: Khi cho 14,9 gam hỗn hợp Si, Zn và Fe tác dụng với dung dịch NaOH thu được 6,72 lít khí(đktc). Cũng lượng hỗn hợp đó khi tác dụng với dư dung dịch HCl sinh ra 4,48 lít khí(đktc). Xác định thành phần của hỗn hợp trên.

Lời giải:

Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Si, Zn, Fe ta có: 28x + 65y + 56z = 14,9    (1)

Khi cho hh tác dụng với NaOH thì Si và Zn có phản ứng, ta có phương trình hóa học:

        Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂ ↑

        y......................................... y

        Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂↑

        x.................................................... 2x

Ta có: 2x + y = 0,3    (2)

Khi cho hỗn hợp tác dụng với lượng dư dung dịch HCl. Phương trình hóa học:

        Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂↑

        Fe + HCl → FeCl₂ + H₂↑

⇒ y + z = 0,2    (3)

Từ 1, 2, 3 ta có: x = y = z = 0,1

⇒ %m(Si) = (0,1.28.100%)/14,9 = 18,79%

%m(Zn) = (0,1.65.100%)/14,9 = 43,62%

%m(Fe) = 100% - 18,79% - 43,62% =37,59%

Bài 3: Để hòa tan hoàn toàn 24 gam SiO₂ cần dùng vừa hết m gam dd HF 25%, sau phản ứng thu được dd X. Giá trị của m là.

Lời giải:

        SiO₂ + 4HF → SiF4 + 2H₂O

n_SiO2 = 24/60 = 0,4 mol ⇒ n_HF = 0,4.4 = 1,6 mol;

⇒ m_HF = 1,6.20 = 32 gam ⇒ m_dd = 32.100/25 = 128 gam.

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Cho 56 gam silic vào dd NaOH dư, sau phản ứng thu được V lít khí H₂ (đktc). Giá trị của V là:

A. 22,4        B. 44,8        C. 56        D. 89,6

Lời giải:

Đáp án: D

n_H2 = 2n_Si = 2.2 = 4 mol ⇒ V = 89,6 lít

Bài 2: Đun nóng m gam Silic trong oxi dư thu được 53,4 gam silic đioxit. Giá trị của m

A. 18,69 gam        B. 24,92 gam

C. 37,38 gam        D. 12,46 gam.

Lời giải:

Đáp án: B

n_H2 = 2n_Si = 2.2 = 4 mol ⇒ V = 89,6 lít

Bài 3: Để điều chế được 12,6 gam Silic ở trong phòng thí nghiệm ta cần dùng bao nhiêu gam Mg, biết H=60%

A. 36        B. 21,6        C. 18        D. 10,8

Lời giải:

Đáp án: A

n_Si = 12,6/28 = 0,45 mol ⇒ m_Mg = 0,45.2.24.100/60 = 36 gam

Bài 4: Trong công nghiệp, để sản xuất được 39,2 tấn silic theo phản ứng: SiO₂ +2C −^tº→ Si + 2CO cần dùng bao nhiêu tấn than cốc, biết H = 75%.

A. 33,6        B. 22,4        C. 44,8        D. 59,73

Lời giải:

Đáp án: C

n_Si = 39,2/28 = 1,4 tấn mol ⇒ m_C = 1,4.2.12.100/75 = 44,8 tấn

Bài 5: Một loại thuỷ tinh khó nóng chảy chứa 18,43% K₂O, 10,98% CaO , 70,59% SiO₂ về khối lượng. Thành phần của thuỷ tinh này biểu diễn dưới dạng các oxit là:

A. K₂O.CaO.4SiO₂        B. K₂O.2CaO.6SiO₂

C. K₂O.CaO.6SiO₂        D. K₂O.3CaO.8SiO₂

Lời giải:

Đáp án: C

n_K2O : nCaO : n_SiO2 = 0,196 : 0,196 : 1,1765 = 1: 1: 6 ⇒ CT cần tìm là: K₂O.CaO.6SiO₂

Bài 6: Silic đioxit phản ứng được với tất cả các chất trong dãy sau đây ?

A. NaOH, MgO, HCl        B. KOH, MgCO₃, HF

C. NaOH, Mg, HF        D. KOH, Mg, HCl

Lời giải:

Đáp án: C

Bài 7: Phản ứng nào sau đây không đúng ?

A. SiO₂ + Na₂CO₃ −^tº→ Na₂SiO₃ + CO₂

B. Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O → Na₂CO₃ + H₂SiO₃

C. Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂

D. SiO₂ + 2NaOH (loãng) → Na₂SiO₃ + H₂O

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 8: Người ta thường dùng cát (SiO₂) làm khuôn đúc kim loại. Để làm sạch hoàn toàn những hạt cát bám trên bè mặt vật dụng làm bằng kim loại có thể dùng dung dịch nào sau đây ?

A. dung dịch HCl        B. dung dịch HF

C. dung dịch NaOH loãng        D. dung dịch H₂SO₃

Lời giải:

Đáp án: B