Задача 1
Условие (кратко)
Записать уравнения реакций для цепочки превращений: SiO₂ → Si → Ca₂Si → SiH₄ → SiO₂ → K₂SiO₃ → H₂SiO₃ → SiO₂.
Решение
- Восстановление оксида магнием:
\[\mathrm{SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{t} Si + 2MgO}\]
- Сплавление с кальцием:
\[\mathrm{Si + 2Ca \xrightarrow{t} Ca_2Si}\]
- Разложение силицида кислотой:
\[\mathrm{Ca_2Si + 4HCl \rightarrow 2CaCl_2 + SiH_4\uparrow}\]
- Горение силана (на воздухе он самовоспламеняется):
\[\mathrm{SiH_4 + 2O_2 \rightarrow SiO_2 + 2H_2O}\]
- Сплавление кислотного оксида со щёлочью:
\[\mathrm{SiO_2 + 2KOH \xrightarrow{t} K_2SiO_3 + H_2O}\]
- Вытеснение кремниевой кислоты более сильной кислотой:
\[\mathrm{K_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3\downarrow + 2KCl}\]
- Разложение кремниевой кислоты при нагревании:
\[\mathrm{H_2SiO_3 \xrightarrow{t} SiO_2 + H_2O}\]
Ответ
SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO; Si + 2Ca → Ca₂Si; Ca₂Si + 4HCl → 2CaCl₂ + SiH₄↑; SiH₄ + 2O₂ → SiO₂ + 2H₂O; SiO₂ + 2KOH → K₂SiO₃ + H₂O; K₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃↓ + 2KCl; H₂SiO₃ → SiO₂ + H₂O
Почему так
Цепочка проходит через все степени окисления кремния (+4, 0, −4 и снова +4) и связывает оксид, кислоту и соль.
Подробнее — в теме «Кремний и его соединения».