Ôn tập chương Cacbon - Silic

I. Nhóm Cacbon:

- Vị trí: nhóm IVA; thành phần: C, Si, Ge, Sn, Pb

- Cấu hình e: ns2np2

- Các tính chất biến đổi có quy luật của đơn chất và hợp chất: C → Pb

II. Đơn chất

 

Cacbon (C)

Silic (Si)

Cấu hình e

1s22s22p2

1s22s22p63s23p2

Tính chất

- Tính khử:

- Tác dụng với oxi:

$\overset{0}{\mathop{C}}\,+{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+4}{\mathop{C}}\,{{O}_{2}}$

$\overset{+4}{\mathop{C}}\,{{O}_{2}}+\overset{0}{\mathop{C}}\,\xrightarrow{{{t}^{0}}}2\overset{+2}{\mathop{C}}\,O$

- Tác dụng với hợp chất:

$\mathop C\limits^0 + 4HN{O_3} \to \mathop C\limits^{ + 4} {O_2} \uparrow + 4N{O_2} \uparrow + 2{H_2}O$

$\overset{0}{\mathop{\text{ }C}}\,+FeO\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+2}{\mathop{C}}\,O+Fe$

- Tính oxi hóa

$\overset{0}{\mathop{C}}\,+2{{H}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+4}{\mathop{C}}\,{{H}_{4}}$

$\overset{0}{\mathop{C}}\,+Al\xrightarrow{{{t}^{0}}}A{{l}_{4}}\overset{-4}{\mathop{{{C}_{3}}}}\,$ (nhôm cacbua)

- Tính khử:

- Tác dụng với phi kim

$\overset{0}{\mathop{Si}}\,+{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+4}{\mathop{Si}}\,{{O}_{2}}$

$\overset{0}{\mathop{Si}}\,+2{{F}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+4}{\mathop{Si}}\,{{F}_{4}}$

- Tác dụng với hợp chất:

\(2NaOH + {\rm{ }}{H_2}O + \mathop {Si}\limits^0 \; \to N{a_2}\mathop {Si}\limits^{ + 4} {O_3} + {H_2}\)

- Tính oxi hóa:

Si + kim loại $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ silixua kim loại

VD: 2Mg + $\overset{0}{\mathop{Si}}\,\xrightarrow{{{t}^{0}}}M{{g}_{2}}\overset{-4}{\mathop{Si}}\,$

 

Điều chế

- Than chì $\xrightarrow[p,xt]{{{2000}^{0}}C}$  Kim cương

- Than muội: CH4 $\xrightarrow{{{t}^{0}},xt}$  C + 2H2

- Trong PTN: SiO2 + 2Mg  Si + 2MgO

- Trong công nhiệp: SiO2 + 2C$\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ Si + 2CO

Trạng thái tự nhiên

- Kim cương và than chì là cacbon ở dạng tự do, khoáng vật: Canxit (CaCO3), Magiezit (MgCO3), Đolomit (CaCO3.MgCO3), dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên

- Tồn tại trong hợp chất, chủ yếu là cát (SiO2), các khoáng vật: cao lanh, xecpentin.

III. Hợp chất

Tên

CTHH

Tính chất

Điều chế

Cacbon đioxit

CO2

- Khí, nặng hơn KK, không cháy, không duy trì sự cháy

- Là một oxit axit tác dụng với bazơ:

OH- + CO2 → CO32- +H2O.

OH + CO2 → HCO3-

Đặt x= \(\frac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{C{O_2}}}}}\)

Sản phẩm tạo thành phụ thuộc vào x

- Tính oxi hóa yếu:

 + 2Mg $\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+2}{\mathop{C}}\,O$  + 2MgO

- PTN: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O

 

 

 

 

 

 

 

Cacbon monooxit

CO

- Khí, bền, độc

- Là một oxit trung tính.

- Là chất khử mạnh: chỉ khử được các oxit của kim loại yếu hơn Al

  MxOy + y$\mathop C\limits^{ + 2} O$ $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ xM + y$\mathop C\limits^{ + 4} {O_2}$ 

- Trong CN:

C + H2O

khí than ướt

CO2 + C $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ khí lò gas

- Trong PTN:

HCOOH $\xrightarrow{{{t}^{0}},{{H}_{2}}S{{O}_{4\text{d}}}}$CO + H2O

 

Axit cacbonic

H2CO3

- Là axit rất yếu và kém bền

- Phân li 2 nấc

- Dễ bị phân hủy: H2CO3 → CO2↑ + H2O

 

Muối cacbonat

CO32- ;

 

 

HCO3-

- Dễ tan

- Tính chất hóa học:

+) Muối CO32- có tính bazơ:

CO32- + H+ → H2O + CO2 $\uparrow $  

+) Muối HCO3- có tính lưỡng tính:

HCO3- + H+ → H2O + CO2 $\uparrow $  

HCO3- + OH- → CO32- + H2O

- Phản ứng nhiệt phân:

2NaHCO3 $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ Na2CO3 + CO2↑ + H2O

CaCO3 $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ CaO + CO2↑  

 

Silic đioxit

SiO2

- Không tan trong nước, chất ở dạng tinh thể thạch anh.

- Tính chất:

+ Tính chất oxit axit:

SiO2 + 2NaOH(nóng chảy) $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ Na2SiO3 + H2O

- Tác dụng với HF:

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

→ Dùng HF khắc chữ lên thủy tinh

- Có trong tự nhiên (cát, thạch anh...)

Axit Silixic

H2SiO3 

- Là axit rất yếu tồn tại ở thể rắn (< H2CO3)

Na2SiO3 + CO2 + H2O → H2SiO3↓ + Na2CO3

 

Muối Silicat

SiO32-

- Thủy tinh lỏng: Na2SiO3 và K2SiO3

- Phản ứng thủy phân:

Na2SiO3 + 2H2O \( \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \)  2NaOH + H2SiO3

 

 

IV. Công nghiệp silicat (đọc thêm)

Khái niệm, thành phần, phương pháp sản xuất thủy tinh, đồ gốm, xi măng.

Luyện bài tập vận dụng tại đây!