Контрольные задания > 4. Осуществите превращения: Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3 → SiO2. Для одной реакции составьте электронный баланс. Для возможной реакции запишите ионную форму.
Вопрос:
4. Осуществите превращения: Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3 → SiO2. Для одной реакции составьте электронный баланс. Для возможной реакции запишите ионную форму.
Ответ:
Разберем каждое превращение по порядку:
1. **Si → SiO2**: Кремний окисляется кислородом, образуя диоксид кремния:
\[Si + O_2 \rightarrow SiO_2\]
Составим электронный баланс для этой реакции:
\begin{align*}
Si^0 - 4e^- &\rightarrow Si^{+4} \\
O_2^0 + 4e^- &\rightarrow 2O^{-2}
\end{align*}
Здесь кремний отдает 4 электрона (окисляется), а кислород принимает 4 электрона (восстанавливается).
2. **SiO2 → Na2SiO3**: Диоксид кремния реагирует с оксидом натрия или гидроксидом натрия, образуя силикат натрия:
\[SiO_2 + Na_2O \rightarrow Na_2SiO_3\]
или
\[SiO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O\]
В ионном виде первая реакция не записывается, так как она идет между твердыми веществами, но для второй реакции можно представить ионное уравнение:
\[SiO_2 + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow 2Na^+ + SiO_3^{2-} + H_2O\]
Сокращенное ионное уравнение:
\[SiO_2 + 2OH^- \rightarrow SiO_3^{2-} + H_2O\]
3. **Na2SiO3 → H2SiO3**: Силикат натрия реагирует с кислотой, образуя метакремниевую кислоту:
\[Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3 + 2NaCl\]
Ионное уравнение:
\[2Na^+ + SiO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow H_2SiO_3 + 2Na^+ + 2Cl^-\]
Сокращенное ионное уравнение:
\[SiO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2SiO_3\]
4. **H2SiO3 → SiO2**: Метакремниевая кислота разлагается при нагревании, образуя диоксид кремния и воду:
\[H_2SiO_3 \xrightarrow{t} SiO_2 + H_2O\]