Bài 30: Silic. Công nghiệp silicat

A. Lý thuyết

I. SILIC

Kí hiệu hóa học: Si; Nguyên tử khối: 28

1. Trạng thái thiên nhiên

Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong thiên nhiên, chỉ sau oxi, chiếm ¼ khối lượng vỏ Trái Đất.

Trong tự nhiên Silic không tồn tại ở dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Các hợp chất của silic tồn tại nhiều là cát trắng, đất sét (cao lanh).

2. Tính chất

Silic là chất rắn, màu xám, khó nóng chảy, có vẻ sáng của kim loại, dẫn điện kém . Tinh thể silic tinh khiết là chất bán dẫn.

Silic là phi kim hoạt động hóa học yếu hơn cacbon, clo. Ở nhiệt độ cao, silic phản ứng với oxi tạo thành silic đioxit

Phương trình hóa học:

Silic được dùng làm vật liệu bán dẫn trong kĩ thuật điện tử và được dùng để chế tạo pin mặt trời.

II. SILIC ĐIOXIT (công thức hóa học: SiO₂)

- SiO₂ là oxit axit . Ở nhiệt độ cao, tác dụng với kiềm và oxit bazơ tan tạo thành muối silicat.

Ví dụ:

- Silic đioxit không phản ứng với nước

III. SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHIỆP SILICAT

Công nghiệp silicat gồm sản xuất đồ gốm, thủy tinh, xi măng từ những hợp chất thiên nhiên của Si và những hóa chất khác.

1. Sản xuất đồ gốm, sứ

Đồ gốm gồm: gạch ngói, gạch chịu lửa và sành, sứ.

a) Nguyên liệu chính: Đất sét, thạch anh, fenpat (khoáng vật).

b) Các công đoạn chính

- Nhào đất sét + thạch anh + fenpat tạo thành khối dẻo tạo hình và sấy khô.

- Nung các đồ vật trong lò ở nhiệt độ cao.

c) Cơ sở sản xuất: Ở nước ta có nhiều cơ sở sản xuất gốm, sứ như: Bát Tràng – Hà Nội, công ti sứ ở Hải Dương, Đồng Nai…

2. Sản xuất xi măng

a) Nguyên liệu chính: Đất sét, đá vôi, cát…

b) Các công đoạn chính

- Nghiền nhỏ hỗn hợp đá vôi và đất sét rồi trộn với cát và nước ở dạng bùn

- Nung hỗn hợp trên lò quay (hoặc lò đứng) ở 1400-1500°C được clanhke rắn

- Nghiền clanhke nguội với phụ gia được xi măng

Sơ đồ lò quay sản xuất clanhke

c) Cơ sở sản xuất: nước ta có các nhà máy xi măng Hà Tiên, Hải Phòng, Bỉm Sơn…

a) Nguyên liệu: Cát thạch anh (cát trắng), sôđa, đá vôi theo một tỉ lệ thích hợp.

b) Các công đoạn chính

- Trộn nguyên liệu với nhau theo tỉ lệ thích hợp

- Nung hỗn hợp trong lò nung ở khoảng 900°C được thủy tinh nhão

- Làm nguội từ từ được thủy tinh dẻo

- Ép, thổi thủy tinh dẻo thành các đồ vật

Các phương trình hóa học:

c) Cơ sở sản xuất: nước ta có nhiều nhà máy sản xuất thủy tinh ở Hải Phòng, Hà Nội, Bắc Ninh…

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Nhận xét nào sau đây không đúng về Silic?

    A. Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong thiên nhiên, chỉ sau oxi.

 B. Silic chiếm ¼ khối lượng vỏ Trái Đất.

 C. Trong tự nhiên Silic tồn tại cả ở dạng đơn chất và hợp chất.

 D. Một số hợp chất của silic: cát trắng, đất sét (cao lanh).

Đáp án

Câu 2: Khi cho nước tác dụng với oxit axit nào sau đây sẽ không thu được axit?

 A. CO₂.

 B. SO₂.

 C. SiO₂.

 D. N₂O₅.

Đáp án

Câu 3: Nhận định nào sau đây về tính chất của silic là sai ?

 A. Silic là phi kim hoạt động hóa học yếu hơn cacbon, clo.

 C. Silic là chất rắn, màu xám.

 D. Silic dẫn điện tốt nên được dùng làm pin mặt trời.

Đáp án

Câu 4: SiO₂ là nguyên liệu quan trọng để sản xuất

 A. thủy tinh, đồ gốm.

 B. thạch cao.

 C. phân bón hóa học.

 D. chất dẻo.

Đáp án

Câu 5: Đun nóng m gam Silic trong oxi dư thu được 5,34 gam silic đioxit. Giá trị của m

 A. 1,869 gam.

 B. 2,492 gam.

 C. 3,738 gam.

 D. 1,246 gam.

Đáp án

Câu 6: Công nghiệp silicat gồm

 A. sản xuất đồ gốm, thủy tinh.

 B. sản xuất xi măng.

 C. sản xuất silic.

 D. sản xuất đồ gồm, thủy tinh, xi măng.

Đáp án

 A. Na₂O.CaO.6SiO₂.

 B. Na₂O.CaO.3SiO₂.

 C. Na₂O.2CaO.6SiO₂.

 D. Na₂O.2CaO.3SiO₂

Đáp án

Câu 8: Để có thể khắc chữ và hình trên thuỷ tinh người ta dùng dung dịch nào dưới đây?

 A. dung dịch HCl.

 B. dung dịch HBr.

 C. dung dịch HI.

 D. dung dịch HF.

Đáp án

Câu 9: Phản ứng hóa học nào sau đây là sai?

Đáp án

 A. 12,8.

 B. 6,4.

 C. 3,2.

 D. 2,56.

Đáp án

Đáp án: A

Câu 11: Nguyên tố phổ biến thứ hai ở vỏ trái đất là

A. oxi

B. cacbon

C. silic

D. sắt

Đáp án

Nguyên tố phổ biến thứ hai ở vỏ trái đất là silic

Đáp án: C

Câu 12: Oxit axit nào sau đây không tác dụng với nước?

A. Cacon đioxit

B. Lưu huỳnh đioxit

C. Silic đioxit

D. Đinitơ pentaoxit

Đáp án

Vì SiO₂ là chất rắn không tan trong nước.

Đáp án: C

Câu 13: Silic đioxit (SiO₂) tan chậm trong dung dịch kiềm đặc, nóng, tan dễ trong dung dịch kiềm nóng chảy tạo thành silicat. SiO₂ là

A. oxit axit

B. oxit trung tính

C. oxit bazơ

D. oxit lưỡng tính

Hiển thị đáp án

Tan được trong dung dịch kiềm => SiO₂ là oxit axit

Đáp án: A

Câu 14: Cặp chất nào sau đây không xảy ra phản ứng

A. NaOH và CO₂

B. CO₂ và C

C. SiO₂ và NaOH

D. KOH và K₂SiO₃

Đáp án

Cặp chất không xảy ra phản ứng là KOH và K₂SiO₃

Đáp án: D

Câu 5: Một loại thủy tinh thường chứa 13% natri oxit, 11,7% canxi oxit và 75,3 silic đioxit về khối lượng. Thành phần của thủy tinh này biểu diễn dưới dạng hợp chất của các oxit nào?

A. Na₂O.2CaO.3SiO₂

B. 2Na₂O.CaO.SiO₂

C. Na₂O.CaO.6SiO₂

D. 2Na₂O.2CaO.SiO₂

Đáp án

Đáp án: C

Câu 16: Để sản xuất 100 kg thủy tinh Na₂O.CaO.6SiO₂ cần dùng bao nhiêu kg natri cacbonat với hiệu suất của quá trình sản xuất là 100%?

A. 22,17 kg.

B. 27,12 kg.

C. 25,15 kg.

D. 20,92 kg.

Đáp án

Đáp án: A

Câu 17: Tính khối lượng Na₂CO₃ cần dùng để sản xuất được 120 kg thủy tinh Na₂O.CaO.6SiO₂ với hiệu suất 90%?

A. 26,61 kg.

B. 29,57 kg.

C. 20,56 kg.

D. 24,45 kg.

Đáp án

Đáp án: B