Bài 19: Luyện tập Tính chất hóa học của cacbon, silic và các hợp chất của chúng


- Cacbon:

+ Đơn chất:

  • Các dạng thù hình: Kim cương, than chì, Fuleren,...
  • Cacbon chủ yếu thể hiện tính khử: C + 2CuO → 2Cu + CO2
  • Cacbon thể hiện tính oxi hóa: C + Al → Al4C3

+ Oxit

  • Với CO:

CO là oxit trung tính, (không tạo muối)

Có tính khử mạnh

4CO + Fe3O4 → 3Fe + 4CO2

  • Với CO2

CO2 là oxit axit

Có tính oxi hóa

CO2 + 2Mg → C + 2MgO

Tan trong nước tạo dung dịch axit cacbonic

+ Axit: Axit cacbonic (H2CO3)

  • Không bền, phân hủy thành CO2 và nước
  • Là axit yếu, trong dung dịch phân li thành 2 nấc

+ Muối cacbonat

  • Muối cacbonat của kim loại kiềm dễ tan trong nước và bền với nhiệt. Các muối cacbonat khác ít tan và bị nhiệt phân.

CaCO3 → CaO + CO2

  • Muối hidrocacbonat dễ tan và dễ bị nhiệt phân

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O

Silic:

+ Đơn chất:

  • Các dạng thù hình: Silic tinh thể và silic vô định hình
  • Silic thể hiện tính khử: Si + 2F2 → SiF4
  • Silic thể hiện tính oxi hóa: Si +2Mg → Mg2Si

+ Oxit: SiO2

  • Tác dụng với kiềm nóng chảy: SiO2 + NaOH → Na2SiO3 + H2O
  • Tác dụng với dung dịch HF: SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

+ Axit: Axit silixic (H2SiO3)

  • Ở dạng rắn, ít tan trong nước
  • Là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic

+ Muối: Muối Silicat

  • Muối Silicat của kim loại kiềm dễ tan trong nước.
  • Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3, K2SiO3 được gọi là thủy tinh lỏng, có nhiều ứng dụng trong thực tế.

Bài 1:

Viết Phương trình hóa học hoàn thành dãy chuyển hoá sau: C → CO2 → CO → CO2 → NaHCO3 → Na2CO3   

Hướng dẫn:

1) C + O2 → CO2

2) CO2 + C → 2CO

3) 2CO + O2 → 2CO2

4) CO2 + NaOH →  NaHCO3

5) 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

Bài 2:

Viết Phương trình hóa học hoàn thành dãy chuyển hoá sau: Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3 → SiO2 → Si 

Hướng dẫn:

1) Si + O2 →  SiO2

2) SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O

3) Na2SiO3 + CO2 + H2O → Na2CO3 + H2SiO3

4) H2SiO3 → SiO2 + H2O

5) SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

Bài 3:

Bằng phương pháp hoá học, hãy nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ mất nhãn sau: HCl, NaOH, Na2CO3, NaNO3, Na3PO4?

Hướng dẫn:

Quì tím: Nhận biết HCl, NaOH

Axit HCl: Nhận biết Na2CO3

Dung dịch AgNO3: Nhận biết Na3PO4

Bài 4:

Khử 16 gam hỗn hợp các oxit kim loại: FeO, Fe2O3, Fe3O4, CuO và PbO bằng khí CO ở nhiệt độ cao, khối lượng chất rắn thu được là 11,2 gam. Tính thể tích khí CO đã tham gia phản ứng ở điều kiện chuẩn?

Hướng dẫn:

Gọi x là số mol CO tham gia phản ứng

→ Số mol CO2 = x mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :

16 + 28x = 11,2 + 44x → x = 0,3

Thể tích CO đã tham gia phản ứng :

V = 0,3.22,4= 6,72 lit

Bài 5:

Cho luồng khí CO dư đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Tính % khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp đầu?

Hướng dẫn:

Chỉ có CuO bị CO khử nên hỗn hợp chất rắn thu được gồm Cu và Al2O3

Ta có : 

\(\begin{array}{l}
\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{80x + 102y = 9,1}\\
{64x + 102y = 8,3}
\end{array}} \right.\\
 \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = 0,05}\\
{y = 0,05}
\end{array}} \right.
\end{array}\)

Khối lượng CuO = 80.0,05=4(g)

→ %CuO= \(\frac{{4.100}}{{9,1}} = 44\% \) ;%Al2O3 = 56%

- Cacbon:

+ Đơn chất:

  • Các dạng thù hình: Kim cương, than chì, Fuleren,...
  • Cacbon chủ yếu thể hiện tính khử: C + 2CuO → 2Cu + CO2
  • Cacbon thể hiện tính oxi hóa: C + Al → Al4C3

+ Oxit

  • Với CO:

CO là oxit trung tính, (không tạo muối)

Có tính khử mạnh

4CO + Fe3O4 → 3Fe + 4CO2

  • Với CO2

CO2 là oxit axit

Có tính oxi hóa

CO2 + 2Mg → C + 2MgO

Tan trong nước tạo dung dịch axit cacbonic

+ Axit: Axit cacbonic (H2CO3)

  • Không bền, phân hủy thành CO2 và nước
  • Là axit yếu, trong dung dịch phân li thành 2 nấc

+ Muối cacbonat

  • Muối cacbonat của kim loại kiềm dễ tan trong nước và bền với nhiệt. Các muối cacbonat khác ít tan và bị nhiệt phân.

CaCO3 → CaO + CO2

  • Muối hidrocacbonat dễ tan và dễ bị nhiệt phân

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O

Silic:

+ Đơn chất:

  • Các dạng thù hình: Silic tinh thể và silic vô định hình
  • Silic thể hiện tính khử: Si + 2F2 → SiF4
  • Silic thể hiện tính oxi hóa: Si +2Mg → Mg2Si

+ Oxit: SiO2

  • Tác dụng với kiềm nóng chảy: SiO2 + NaOH → Na2SiO3 + H2O
  • Tác dụng với dung dịch HF: SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

+ Axit: Axit silixic (H2SiO3)

  • Ở dạng rắn, ít tan trong nước
  • Là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic

+ Muối: Muối Silicat

  • Muối Silicat của kim loại kiềm dễ tan trong nước.
  • Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3, K2SiO3 được gọi là thủy tinh lỏng, có nhiều ứng dụng trong thực tế.

Bài 1:

Viết Phương trình hóa học hoàn thành dãy chuyển hoá sau: C → CO2 → CO → CO2 → NaHCO3 → Na2CO3   

Hướng dẫn:

1) C + O2 → CO2

2) CO2 + C → 2CO

3) 2CO + O2 → 2CO2

4) CO2 + NaOH →  NaHCO3

5) 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

Bài 2:

Viết Phương trình hóa học hoàn thành dãy chuyển hoá sau: Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3 → SiO2 → Si 

Hướng dẫn:

1) Si + O2 →  SiO2

2) SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O

3) Na2SiO3 + CO2 + H2O → Na2CO3 + H2SiO3

4) H2SiO3 → SiO2 + H2O

5) SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

Bài 3:

Bằng phương pháp hoá học, hãy nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ mất nhãn sau: HCl, NaOH, Na2CO3, NaNO3, Na3PO4?

Hướng dẫn:

Quì tím: Nhận biết HCl, NaOH

Axit HCl: Nhận biết Na2CO3

Dung dịch AgNO3: Nhận biết Na3PO4

Bài 4:

Khử 16 gam hỗn hợp các oxit kim loại: FeO, Fe2O3, Fe3O4, CuO và PbO bằng khí CO ở nhiệt độ cao, khối lượng chất rắn thu được là 11,2 gam. Tính thể tích khí CO đã tham gia phản ứng ở điều kiện chuẩn?

Hướng dẫn:

Gọi x là số mol CO tham gia phản ứng

→ Số mol CO2 = x mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :

16 + 28x = 11,2 + 44x → x = 0,3

Thể tích CO đã tham gia phản ứng :

V = 0,3.22,4= 6,72 lit

Bài 5:

Cho luồng khí CO dư đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Tính % khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp đầu?

Hướng dẫn:

Chỉ có CuO bị CO khử nên hỗn hợp chất rắn thu được gồm Cu và Al2O3

Ta có : 

\(\begin{array}{l}
\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{80x + 102y = 9,1}\\
{64x + 102y = 8,3}
\end{array}} \right.\\
 \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = 0,05}\\
{y = 0,05}
\end{array}} \right.
\end{array}\)

Khối lượng CuO = 80.0,05=4(g)

→ %CuO= \(\frac{{4.100}}{{9,1}} = 44\% \) ;%Al2O3 = 56%

Bài học tiếp theo


Bài học bổ sung