I. SILIC (Si)

Kí hiệu hóa học: Si; Nguyên tử khối : 28

1. Trạng thái thiên nhiên

- Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong thiên nhiên, chỉ sau oxi, chiếm ¼ khối lượng vỏ Trái Đất.

- Trong tự nhiên Silic không tồn tại ở dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Các hợp chất tồn tại nhiều là cát trắng, đất sét (cao lanh).

2. Tính chất

- Silic là chất rắn, màu xám, khó nóng chảy, dẫn điện kém . Tinh thể silic tinh khiết là chất bán dẫn.

- Silic là phi kim hoạt dộng hóa học yếu hơn cacbon, clo. Ở nhiệt độ cao, silic phản ứng với oxi tạo thành silic đioxit

Phương trình hóa học:

 Si + O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ SiO₂

- Silic được dùng làm vật liệu bán dẫn trong kĩ thuật điện tử và được dùng để chế tạo pin mặt trời.

II. SILIC ĐIOXIT (SiO₂)

- SiO₂ là oxit axit. Ở nhiệt độ cao, tác dụng với  kiềm và oxit bazơ tan tạo thành muối silicat. Silic đioxit không phản ứng với nước

Thí dụ: 

SiO₂ + 2NaOH  $\stackrel{t^0}{\to }$  H₂O + Na₂SiO₃ (natri silicat)

 SiO₂ + CaO $\stackrel{t^0}{\to }$ CaSiO₃ (canxi silicat)

III.  SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHIỆP SILICAT

1. Sản xuất đồ gốm, sứ

a) Nguyên liệu chính: Đất sét, thạch anh, fenpat

b) Các công đoạn chính

- Nhào đất sét + Thạch anh + fenpat tạo thành khối dẻo tạo hình và sấy khô

- Nung các đồ vật trong lò ở nhiệt độ cao

c) Cơ sở sản xuất: Ở nước ta có nhiều cơ sở sản xuất gốm, sứ như: Bát Tràng – Hà Nội, Minh long, Phủ Lãng…

2. Sản xuất xi măng

a) Nguyên liệu chính: Đất sét, đá vôi

b) Các công đoạn chính

- Nghiền nhỏ hỗn hợp đá vôi và đất sét rồi trộn với cát và nước ở dạng bùn

- Nung hỗn hợp trên lò quay (lò đứng) ở 1400-1500⁰C được clanhke rắn

- Nghiền clanhke nguội với phụ gia được xi măng

c) Cơ sở sản xuất: nhà máy xi măng Hà Tiên, Hải Phòng, Bỉm Sơn…

3. Sản xuất thủy tinh

a) Nguyên liệu: Cát thạch anh, sôđa, đá vôi

b) Các công đoạn chính

- Trộn nguyên liệu với nhau theo tỉ lệ thích hợp

- Nung hỗn hợp trong lò được thủy tinh nhão

- Làm nguội từ từ được thủy tinh dẻo

- Ép, thổi thủy tinh dẻo thành các đồ vật

Các phương trình hóa học:

CaCO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$ CaO + CO₂

SiO₂ + CaO $\stackrel{t^0}{\to }$ CaSiO₃

SiO₂ + Na₂CO₃  $\stackrel{t^0}{\to }$  Na₂SiO₃ + CO₂

c) Cơ sở sản xuất: Nhà máy Rạng Đông, Công ty Điện Quang…

Sơ đồ tư duy: Silic và công nghiệp silicat

Một số bài tập điển hình về silic – silic oxit - muối silicat 

Đề bài

Câu 1: Người ta thường dùng cát( SiO₂) làm khuân đúc kim loại. Để làm sạch những hạt cát trên mặt vật dụng sau khi đúc có thể dùng dung dịch nào sau đây.

A. dd HF    

B.  dd HCl  

C. dd H₂SO₄  

D. dd NaOH loãng

Câu 2: Natri silicat có thể được điều chế bằng cách

A. đun SiO₂ với NaOH nóng chảy.

B. cho SiO₂ tác dụng với dung dịch NaOH loãng.

C. cho Si tác dụng với dung dịch NaCl.

D. cho dung dịch K₂SiO₃ tác dụng với dung dịch NaHCO₃.

Câu 3: Các chất tác dụng được với SiO₂ (ở điều kiện thích hợp) là

A. CO₂, H₂O, H₂SO₄, NaOH.

B. CO₂, H₂SO₄, CaO, NaOH.

C. H₂SO₄, NaOH, CaO, H₂O.

D. NaOH, Na₂CO₃, K₂O, CaO.

Câu 4: Cho dãy các tính chất vật lí sau:

(1) ở thể rắn.

(2) dễ nóng chảy.

(3) dẫn điện kém.

(4) có ánh kim.

Tính chất vật lí của Si là

A. (1), (2), (3).

B. (1), (2), (4).

C. (2), (3), (4).

D. (1), (3), (4).

Câu 5: Để hòa tan hoàn toàn 2,4 gam SiO₂ cần dùng vừa hết m gam dd HF 25%, sau phản ứng thu được dd X. Giá trị của m là

A. 3,2.

B. 6,4.

C. 12,8.

D. 4,5.

Câu 6: Một loại thủy tinh chứa 18,43% K₂O; 10,98% CaO; 70,59% SiO₂ (theo khối lượng). Công thức của thủy tinh được biểu diễn dưới dạng các oxit là

A. K₂O.6CaO.2SiO₂.

B. K₂O.2CaO.6SiO₂.

C. 2K₂O.2CaO.6SiO₂.

D. K₂O.CaO.6SiO₂.

Câu 7: 

Câu 7: Cho các nhận định sau:

(1) Đồ gốm gồm: gạch ngói, gạch ngói, gạch chịu lửa và sành, sứ.

(2) Nung các đồ vật trong lò ở nhiệt độ cao thích hợp là giai đoạn thứ nhất trong công đoạn sản xuất đồ gốm sứ.

(3) Sản xuất xi măng dùng nhiệt độ 1400 – 1500^oC.

(4) Nguyên liệu chính sản xuất thủy tinh là cát trắng, đá vôi và sôđa.

Nhận định đúng là

A. (1), (2), (4).

B. (1), (2), (4).

C. (1), (3), (4).

D. (1), (2), (3).

Câu 8: Tính khối lượng Na₂CO₃ cần dùng để sản xuất được 120 kg thủy tinh Na₂O.CaO.6SiO₂ với hiệu suất 90%?

A. 26,61 kg.   

B. 29,57 kg.       

C. 20,56 kg.    

D. 24,45 kg.

Lời giải chi tiết

Câu 1:

Dd axit HF là axit yếu nhưng có tính chất đặc biệt hòa tan được SiO₂

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O

D sai vì SiO₂ tan được trong dd kiềm nóng chảy chứ rất khó tan trong dd NaOH loãng

Đáp án A

 Câu 2:

Theo SGK thì natri silicat có thể được tạo thành bằng cách đun SiO₂ với NaOH nóng chảy.

SiO₂ + 2NaOH_đặc $\stackrel{t^0}{\to }$ Na₂SiO₃ + H₂O

Đáp án A

 Câu 3:

SiO₂ + 2NaOH_đặc $\stackrel{t^0}{\to }$ Na₂SiO₃ + H₂O

Na₂CO₃ + SiO₂ → Na₂SiO₃ + CO₂↑

K₂O + SiO₂ → K₂SiO₃

CaO + SiO₂ → CaSiO₃

Đáp án D

Câu 4:

Theo kiến thức SGK thì tính chất vật lí của Si là: rắn, dẫn điện kém, có ánh kim.

Đáp án D

Câu 5:

SiO₂ + 4 HF → SiF₄ + 2 H₂O

0,04  → 0,16                           (mol)

⟹ $m_{dd}={\displaystyle \frac{m_{ct}.100\mathrm{\%}}{C\mathrm{\%}}}={\displaystyle \frac{0,\mathrm{16.20.100}\mathrm{\%}}{25\mathrm{\%}}}$ = 12,8 g.

Đáp án C

Câu 6: 

$n_{K_{2}O}:n_{CaO}:n_{Si{O}_2}={\displaystyle \frac{\mathrm{\%}{m}_{K_{2}O}}{M_{K_{2}O}}}:{\displaystyle \frac{\mathrm{\%}{m}_{CaO}}{M_{CaO}}}:{\displaystyle \frac{\mathrm{\%}{m}_{Si{O}_2}}{M_{Si{O}_2}}}$ = ${\displaystyle \frac{18,43}{94}}:{\displaystyle \frac{10,98}{56}}:{\displaystyle \frac{70,59}{60}}$ = 0,196 : 0,196 : 1,1765 = 1:1:6

⟹ Thành phần của thủy tinh: K₂O.CaO.6SiO₂

Đáp án D

Câu 7:

Theo kiến thức SGK

(1), (3), (4) đúng.

(2) sai vì nung các đồ vật trong lò ở nhiệt độ cao thích hợp là giai đoạn thứ hai trong công đoạn sản xuất đồ gốm sứ.

Đáp án C

Câu 8:

6SiO₂ + CaCO₃ + Na₂CO₃ → Na₂O.CaO.6SiO₂ + 2CO₂

                              106 gam   →   478 gam

                               m_Na2CO3           120 kg

=> $m_{N{a}_{2}C{O}_3}$_{lí thuyết} =  $\frac{106.120}{478}=26,611kg$

=> $m_{N{a}_{2}C{O}_3}$_{thực tế} =  $\frac{26,611.100\mathrm{\%}}{H\mathrm{\%}}=\frac{26,611.100\mathrm{\%}}{90\mathrm{\%}}=29,57kg$

Đáp án B