Химия 9 класс Габриелян, Остроумов, Сладков, § 24, упражнение 2

Условие (кратко)

Охарактеризовать способы получения, свойства и применение кристаллического кремния; подтвердить ответ уравнениями реакций.

Решение

Получение. Восстановление оксида кремния(IV) при нагревании: в промышленности — коксом, в лаборатории — магнием:

\mathrm{SiO_2 + 2C \xrightarrow{t} Si + 2CO\uparrow}

\mathrm{SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{t} Si + 2MgO}

Сверхчистый кремний для электроники получают сложной очисткой или разложением силана:

\mathrm{SiH_4 \xrightarrow{t} Si + 2H_2}

Физические свойства. Тёмно-серые кристаллы с металлическим блеском, твёрдые и тугоплавкие; полупроводник.

Химические свойства. При обычных условиях малоактивен.

Окислитель — с активными металлами (образуются силициды):

\mathrm{2Ca + Si \xrightarrow{t} Ca_2Si}

Восстановитель — с фтором (при комнатной температуре), кислородом (выше 1000 °C), концентрированными щелочами:

\mathrm{Si + 2F_2 \rightarrow SiF_4}

\mathrm{Si + O_2 \xrightarrow{t} SiO_2}

\mathrm{Si + 2KOH + H_2O \xrightarrow{t} K_2SiO_3 + 2H_2\uparrow}

В учебнике приведена и реакция с азотной кислотой (

\mathrm{Si + 4HNO_3 \rightarrow SiO_2 + 4NO_2 + 2H_2O}

), но одна

\mathrm{HNO_3}

кремний не растворяет — только смесь азотной и плавиковой кислот:

\mathrm{3Si + 4HNO_3 + 18HF \rightarrow 3H_2SiF_6 + 4NO\uparrow + 8H_2O}

Применение. Полупроводниковые микросхемы и транзисторы, солнечные батареи, сплавы (силумин — с алюминием, кремнистые стали), получение силана и других соединений кремния.

Ответ

Получают восстановлением SiO₂ (C, Mg); полупроводник; окислитель с металлами (Ca₂Si), восстановитель с F₂, O₂, щелочами; микросхемы, солнечные батареи, силумин

Почему так

С металлами кремний принимает электроны, с неметаллами и сильными окислителями — отдаёт.

Подробнее — в теме «Кремний и его соединения».

Упражнение 2 к § 24

Задача 1

Похожие задачи для тренировки