ГДЗ по химии 9 класс Габриелян — страница 244 (учебник)

https://foxford.ru/wiki/himiya/soedineniya-kremniya?utm_referrer=https%3A%2F%2Fwww.yandex.ru%2F

https://foxford.ru/wiki/himiya/kremniy

https://lc.rt.ru/classbook/himiya-9-klass/himiya-nemetallov/6429

   Кремний (Si), второй по распространённости элемент на Земле после кислорода, занимает почетное место во второй группе главной подгруппы IV группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Его распространенность поистине впечатляет: более 27% земной коры приходится на соединения кремния. Это делает его фундаментальным строительным блоком нашей планеты, влияющим на геологические процессы и формирование горных пород на протяжении миллионов лет.
   В чистом виде кремний — это твёрдое, хрупкое вещество с характерным серо-стальным блеском, кристаллическая структура которого определяет его физические свойства. Он обладает высокой температурой плавления (около 1414 °C) и кипения (около 3265 °C), что свидетельствует о сильных ковалентных связях между атомами.
   Наиболее распространенным соединением кремния является диоксид кремния (SiO₂), также известный как кремнезем. Кремнезем — это не просто химическое соединение, а основа огромного разнообразия минералов, играющих ключевую роль в геологии и минералогии. В природе он встречается в различных кристаллических модификациях, наиболее известной из которых является кварц.
   Кварц — это минерал с удивительным многообразием форм и цветов, обусловленных примесями других элементов и дефектами кристаллической решетки. Среди его многочисленных разновидностей — прозрачный горный хрусталь, фиолетовый аметист, полосчатые агат и халцедон, а также непрозрачные яшма и опал, каждый из которых обладает уникальными оптическими и физическими свойствами, ценимыми ювелирами и камнерезами. Эти камни, часто классифицируемые как полудрагоценные, используются для изготовления украшений, а также в различных промышленных целях, благодаря своей твердости, износостойкости и химической инертности. Сердолик, например, с его характерным красновато-бурым оттенком, используется в ювелирных изделиях уже на протяжении тысячелетий. Кроме кварца, кремний входит в состав множества силикатов — сложных соединений кремния с кислородом и другими металлами.
   Силикаты формируют основу большинства горных пород, таких как гранит, базальт, гнейс и другие. Их разнообразие обусловлено возможностью кремния образовывать различные структурные единицы, от изолированных SiO₄-тетраэдров до сложных цепочечных, слоистых и каркасных структур. Это определяет широкое разнообразие свойств силикатов, от мягких и легко обрабатываемых глин до твердых и прочных горных пород.
   Помимо геологического значения, кремний играет ключевую роль в современной промышленности. Он является основой для производства полупроводников, без которых невозможна работа современной электроники. Чистейший кремний, полученный методом зонной плавки, используется для создания микрочипов, солнечных батарей и других электронных компонентов. Кремнийорганические соединения находят применение в производстве полимеров, смазок, и различных покрытий. В строительстве, кремнийсодержащие материалы, такие как цемент и бетон, являются незаменимыми строительными компонентами. Наконец, кремний входит в состав многих биологических молекул, играя определенную роль в жизнедеятельности растений и животных, хотя его роль в биологических процессах изучена еще не до конца.
   Таким образом, кремний — это не просто элемент периодической таблицы, а важнейший компонент нашей планеты и основа многих современных технологий.

   Углерод обладает уникальной способностью образовывать прочные и разнообразные связи с другими элементами. Благодаря своим структурным характеристикам углерод способен создавать сложные молекулы, такие как белки, липиды и нуклеиновые кислоты, которые выполняют важные функции в организме.
   Кремний, будучи основным компонентом земной коры, играет ключевую роль в формировании минералов и горных пород. Его способность образовывать различные структуры, такие как слюда и кварц, делает кремний основным строительным блоком для многих геологических процессов. В отличие от углерода, кремний не может образовывать столь же сложные молекулы с живыми организмами, что делает его доминирование в неживой природе.

Дано:
m_техн(Si) = 16 г
V(H₂) = 22,4 л
ω(NaOH) = 60% = 0,6
Найти:
ω(Si) — ?
m(SiO₂) — ?
m_р−ра(NaOH) — ?
Решение:
Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂ ↑
n(H₂) = V : V_m; m = n ⋅ M; ω = m(вещ-ва) : m(рас-ра)
n(H₂) = 22,4 : 22,4 = 1 моль
По уравнению реакции n(H₂) = 1 : 2n(Si), тогда
n(Si) = 0,5 моль
m(Si) = 0,5 ⋅ 28 = 14 г
ω(Si) = 14 : 16 = 0,88 = 88%
m(SiO₂) = m_техн(Si) – m(Si) = 16 – 14 = 2 г
По уравнению реакции n(H₂) = n(NaOH), тогда
n(NaOH) = 1 моль
М(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
m(NaOH) = 1 ⋅ 40 = 40 г
m_р−ра(NaOH) = mω : mω = 40 : 0,6 = 66,7 г

Ответ: 88%; 2 г; 66,7 г.

а) 1. SiO₂ + 2Mg = 2MgO + Si
        Mg⁰ – 2е^– ⟶ Mg⁺², вос-ль, ок-е ǀ4ǀ2
        Si⁺⁴ + 4е^– ⟶ Si⁰, ок-ль, вос-е ǀ2ǀ1
    2. Si + 2Ca = Ca₂Si
        Са⁰ – 2е^– ⟶ Са⁺², вос-ль, ок-е ǀ4ǀ2
        Si⁺⁴ + 4е^– ⟶ Si⁰, ок-ль, вос-е ǀ2ǀ1
    3. Ca₂Si + H₂O = Ca(OH)₂ + SiH₄ ↑
    4. SiH₄ + 2O₂ = SiO₂ + 2H₂O
        Si^–4 – 8е^– ⟶ Si⁺⁴, вос-ль, ок-е ǀ4ǀ1
        О₂⁰ + 4е^– ⟶ 2О^–2, ок-ль, вос-е ǀ8ǀ2
    5. SiO₂ + 2Mg = 2MgO + Si
        Mg⁰ – 2е^– ⟶ Mg⁺², вос-ль, ок-е ǀ4ǀ2
        Si⁺⁴ + 4е^– ⟶ Si⁰, ок-ль, вос-е ǀ2ǀ1

б) 1. Si + O₂ = SiO₂
        Si⁰ – 4е^– ⟶ Si⁺⁴, вос-ль, ок-е ǀ4ǀ1
        О₂⁰ + 4е^– ⟶ 2О^–2, ок-ль, вос-е ǀ4ǀ1
    2. SiO₂ + 2NaOH = Na₂SiO₃ + H₂O
    3. Na₂SiO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃ ↓
    4. H₂SiO = H₂O + SiO₂ ↑
    5. SiO₂ + 2Mg = 2MgO + Si
        Mg⁰ – 2е^– ⟶ Mg⁺², вос-ль, ок-е ǀ4ǀ2
        Si⁺⁴ + 4е^– ⟶ Si⁰, ок-ль, вос-е ǀ2ǀ1