Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС | Страница 165

Подумай, ответь, выполни

1. Как можно получить кремниевую кислоту из оксида кремния(IV)? Напишите уравнения реакций.

Кремниевую кислоту можно получить действием воды на растворимый силикат, образующийся при взаимодействии оксида кремния(IV) с щёлочью. Прямого взаимодействия SiO₂ с водой не происходит, но можно сначала получить растворимый силикат натрия, а затем осадить кремниевую кислоту. Примеры уравнений:

(SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O) — образование силиката натрия.

(Na₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃↓ + 2NaCl) — выделение кремниевой кислоты в виде студенистого осадка.

Таким образом, кремниевая кислота образуется при обменной реакции с кислотой из раствора силиката.

2. Работая в парах, составьте рассказ о силикатаx по плану: состав → строение → свойства → применение.

Силикаты — это соли кремниевой кислоты, общей формулой которых является nSiO₂ · mH₂O. Состав их разнообразен: они могут включать щелочные, щёлочноземельные и другие металлы, например, Na₂SiO₃, CaSiO₃ и др. В структуре силикатов основой служат кремнекислородные тетраэдры — группы SiO₄, объединённые через атомы кислорода. Разные типы соединений получаются в зависимости от способа соединения этих тетраэдров.

Свойства силикатов зависят от их строения. Растворимые силикаты (например, силикат натрия) проявляют основные свойства и в растворе имеют щелочную реакцию среды. Нерастворимые (например, CaSiO₃) могут выпадать в осадок при обменных реакциях. Силикаты вступают в реакции с кислотами, разбавленными растворами солей, CO₂ и др.

Применение силикатов обширно. Они входят в состав минералов, глин, песка, используются для получения керамики, цемента, бетона и различных видов стекла. Растворимые силикаты находят применение как силикатный клей, а также для пропитки тканей, защиты от огня и влаги.

3. В двух пробирках находятся растворы силиката калия и карбоната калия. Как различить эти соли? Напишите молекулярные, ионные и сокращённые ионные уравнения реакций.

Силикаты можно отличить с помощью добавления раствора кислоты (например, соляной). При добавлении HCl к раствору силиката калия образуется студенистый осадок кремниевой кислоты, а при добавлении к карбонату — выделяется газ CO₂.

Для силиката калия:

Молекулярное уравнение: (K₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃↓ + 2KCl)

Полное ионное уравнение: (2K⁺ + SiO₃²⁻ + 2H⁺ + 2Cl⁻ → H₂SiO₃↓ + 2K⁺ + 2Cl⁻)

Сокращённое ионное уравнение: (SiO₃²⁻ + 2H⁺ → H₂SiO₃↓)

Для карбоната калия:

Молекулярное уравнение: (K₂CO₃ + 2HCl → 2KCl + H₂O + CO₂↑)

Полное ионное уравнение: (2K⁺ + CO₃²⁻ + 2H⁺ + 2Cl⁻ → 2K⁺ + 2Cl⁻ + H₂O + CO₂↑)

Сокращённое ионное уравнение: (CO₃²⁻ + 2H⁺ → H₂O + CO₂↑)

Таким образом, силикаты дают осадок, карбонаты — газ.

4. Сколько потребуется оксида кремния(IV), содержащего 0,2 массовой доли примесей, чтобы получить 6,1 кг силиката натрия?

Найдём массу чистого SiO₂, необходимого для получения 6,1 кг Na₂SiO₃ по уравнению:

(SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O)

Молярные массы:

SiO₂ = 60 г/моль

Na₂SiO₃ = 122 г/моль

Из 60 г SiO₂ получается 122 г Na₂SiO₃.

Составим пропорцию:

60 г — 122 г

x — 6100 г

x = (60 × 6100) / 122 ≈ 3000 г = 3,0 кг (чистого SiO₂)

Так как в сырье только 0,8 доли чистого вещества (1 − 0,2), найдём полную массу исходного вещества:

m = 3,0 кг / 0,8 = 3,75 кг

Ответ: потребуется 3,75 кг оксида кремния(IV), содержащего 0,2 массовой доли примесей.

5. Подготовьте компьютерную презентацию на одну из тем: «История открытия стекла», «М. В. Ломоносов о пользе стекла», «Изделия из стекла и керамики».

Параграф 43. Практическая работа 6