Phương pháp giải một số dạng bài tập về silic và hợp chất của silic

Câu hỏi:

Dạng 1​

Lý thuyết về silic và hợp chất của silic
Ví dụ 1: Phản ứng hóa học nào sau đây không đúng
A. SiO2​ + H2​O → H2​SiO3​
B. 3CO +  Fe2​O3 ​ 2 Fe  +  3CO2​
C. CO2​  + 2Mg C + 2MgO
D. SiO2​ + 4HF → SiF4​ + 2H2​O
Hướng dẫn giải chi tiết:
Phản ứng hóa học không đúng là:
SiO2​ + H2​O → H2​SiO3​
Đáp án A
Ví dụ 2: Trong phản ứng hóa học nào sau đây silic đóng vai trò là chất oxi hóa
A. Si  +  2F2​→ SiF4​
B. Si  +  O2 ​ SiO2​
C. Si  + 2NaOH  +  H2​O → Na2​SiO3​  + 2H2​
D. 2Mg  +  Si Mg2​Si
Hướng dẫn giải chi tiết:
Si đóng vai trò là chất oxi hóa khi tác dụng với chất khử (kim loại), sau phản ứng số oxi hóa của Si giảm

Đáp án D
Ví dụ 3: Silic đioxit và nhôm oxit cùng phản ứng với chất nào sau đây?
A. O2​.
B. Mg.
C. dd Ba(OH)2​ đặc, nguội​.
D. dd KOH đặc, nóng.
Hướng dẫn giải chi tiết:
- A loại vì SiO2​ và Al2​O3​ đều không phản ứng với O2​
- B loại vì Mg không phản ứng với Al2​O3​
- C loại vì SiO2​ không phản ứng với Ba(OH)2​ đặc ở nhiệt độ thường
- D đúng
PTHH: SiO2​ + 2KOH K2​SiO3​ + H2​O
Al2​O3​ + 2KOH → 2KAlO2​ + H2​O
Đáp ánD
Ví dụ 4: Cho sơ đồ sau:
Si  SiO2​  Na2​SiO3​  H2​SiO3​.
Các chất cần lấy trong phản ứng (1), (2), (3) là:
A. O2​; Na2​O; HCl.
B. O2​; Na2​O; H2​O.
C. O2​; NaOH; HCl.
D. O2​; NaOH; H2​.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Si  SiO2​  Na2​SiO3​  H2​SiO3​.
PTHH:
(1) Si + O2​  SiO2​
(2) SiO2​ + 2NaOH → Na2​SiO3​ + H2​O
(3) Na2​SiO3​ + 2HCl → NaCl + H2​SiO3​
Đáp án C
Ví dụ 5: Người ta có thể điều chế Si bằng cách
A. Dùng than cốc khử SiO2​ trong lò điện ở nhiệt độ cao
B. Đốt cháy hỗn hợp bột Mg và cát nghiền mịn
C. Đốt cháy hỗn hợp bột Mg và cát nghiền mịn
D. cả A, B đều đúng
Hướng dẫn giải chi tiết:
A. Cách điều chế Si trong công nghiệp:
SiO2​ + 2C  -> Si + 2CO => đúng
B. Cách điều chế Si trong PTN:
2Mg + SiO2​   -> 2MgO + Si  => đúng
C. Si không tồn tại dạng đơn chất
=> không có quặng silic đơn chất trong tự nhiên => loại
Đáp án D

Dạng 2​

Bài tập về tính chất hóa học cúa Silic và Silic dioxit
* Một số lưu ý cần nhớ
I. Silic:
Silic là phi kim kém hoạt động, ở nhiệt độ cao có khả năng thể hiện cả tính khử và tính OXH
* Tính khử:
- Tác dụng với phi kim:
Si    +   2F2​   →     SiF4​
Si    +    O2​      SiO2​
- Tác dụng với hợp chất:
2NaOH  +  Si  +  H2​O →  Na2​SiO3​  +  2H2​
* Tính oxi hóa:
- Tác dụng với một số kim loại mạnh ở nhiệt độ cao:
2Mg   +    Si          Mg2​Si
II. SiO2​
Là oxit axit,
Tan chậm trong dung dịch kiềm đặc nóng, tan nhanh trong kiềm nóng chảy hoặc cacbonat kim loại kiềm nóng chảy
SiO2​ + 2NaOH     Na2​SiO3​ + H2​O
SiO2​ + Na2​CO3​     Na2​SiO3​ + CO2​
Tác dụng với HF (dùng phản ứng này để khắc chữ, tranh lên thủy tinh)
SiO2​ + 4HF → SiF4​   +  2H2​O
III. H2​SiO3​
Tính chất hóa học:
- Phản ứng nhiệt phân:
H2​SiO3​  SiO2​ + H2​O
- Tác dụng được với axit cacbonic :
Na2​SiO3​ + CO2​ + H2​O → Na2​CO3​ + H2​SiO3​
IV. Muối silicat:
Chỉ có muối của kim loại kiềm tan được trong nước.
Na2​SiO3​ + 2H2​O → 2NaOH + H2​SiO3​
Dung dịch đậm đặc của Na2​SiO3​ và K2​SiO3​ được gọi là thủy tinh lỏng, dùng để chế tạo keo dán thủy tinh và sứ,...
* Một số ví dụ điển hình
Ví dụ 1: Một loại thủy tinh có chứa 13% Na2​O; 11,7% CaO; 75,3% SiO2​ về khối lượng. Thành phần của thủy tinh này được viết dưới dạng hợp chất các oxit là
A. Na2​O. CaO. 6SiO2​
B. 2Na2​O. 6CaO. 6SiO2​
C. 2Na2​O. CaO. 6SiO2​
D. Na2​O. 6CaO. SiO2​
Hướng dẫn giải chi tiết:
Công thức thủy tinh có dạng: xNa2​O. YCaO. ZSiO2​


Đáp án A
Ví dụ 2: Cho m gam silic tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng 2,4 gam. Giá trị của m là:
A. 1,4 gam.
B. 2,58 gam.
C. 2,8 gam.
D. 2,4 gam.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Giả sử nSi ​= x (mol)
Si + 2NaOH + H2​O → Na2​SiO3​ + 2H2​
x                      →                            2x
mdd tăng​ = mSi​ - mH2​ = 2,4 => 28x – 4x = 2,4
=> x = 0,1 mol => m = 2,8 gam
Đáp án C
Ví dụ 3: Cho 11 gam hỗn hợp 2 kim loại Al, Si tan hoàn toàn vào dung dịch NaOH thu được 15,68 lít H2 ​(đktc). Thành phần phần trăm khối lượng của Si trong hỗn hợp là
A. 50,00%.
B. 51,19%
C. 50,91%.
D. 51,90%.
Hướng dẫn giải chi tiết:
nH2​ = 0,7 (mol). Gọi số mol của Al và Si lần lượt là x, y (mol)
+mhh​ = mAl​ + mSi ​=> 27x + 28y = 11 (1)
+ BT electron: 3nAl ​+ 4nSi​ = 2nH2 ​=> 3x + 4y = 0,7.2 (2)
Giải hệ (1) và (2) được: x = y = 0,2 mol
=> %m­Si​ = = 50,91%
Đáp ánC