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

I.Tính chất của đơn chất

II.Tính chất của hợp chất

1.Hợp chất của cacbon

Cacbon monooxit (CO)

- Là oxit trung tính (không tạo muối)

- Có tính khử mạnh: CO + Fe₃O₄ →(t^o) 3Fe + 4CO₂

Cacbon đioxit (CO₂)

- Là oxit axit

- Có tính oxi hóa: CO₂ + 2Mg →(t^o) C + MgO

- Tan trong nước tạo dung dịch axit yếu

Axit cacbonic (H₂CO₃)

- H₂CO₃không bền, phân hủy thành CO₂ và H₂O

- H₂CO₃ là axit yếu, trong dung dịch phân li hai nấc

Muối cacbonat

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

CaCO₃ →(t^o) CaO + CO₂

- Muối hidrocacbonat dễ tan và ít bị nhiệt phân:

Ca(HCO₃)₂ →(t^o) CaCO₃ + CO₂ + H₂O

2. Hợp chất của silic

Silic đioxit (SiO₂)

- Tan được trong kiềm nóng chảy: SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O

- Tác dụng với dung dịch axit HF: SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2 H₂O

Axit silixic (H₂SiO₃)

- H₂SiO₃ là axit ở dạng rắn, ít tan trong nước.

- H₂SiO₃ là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic

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 ứng dụng nhiều trong thực tế.

Bài 1 (Trang 86 – SGK)

Nêu các điểm giống và khác nhau về tính chất giữa cacbon đioxit và silic đioxit ?

Hướng dẫn giải:

- Giống nhau: đều là oxit axit

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

SiO₂ tan chậm trong kiềm đặc nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy:

SiO₂ + 2NaOH_n,c → Na₂SiO₃ + H₂O

- Khác nhau:

Bài 2 (Trang 86 – SGK)

Phản ứng hóa học không xảy ra ở những cặp chất nào sau đây ?

a) C và CO

b)CO₂ và NaOH

c) K₂CO₃ và SiOg₂

d) H₂CO₃ và Na₂SiO₃

e) CO và CaO

g) CO₂ và Mg

h) SiO₂ và HCl

i) Si và NaOH

Hướng dẫn giải:

Đáp án A, C, E, H

Phương trình hóa học của những có tham gia phản ứng:

B. CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O (Hoặc CO₂ + NaOH → NaHCO₃)

D. H₂CO₃ + Na₂SiO₃ → Na₂CO₃ + H₂SiO₃ ↓

G. 2Mg + CO₂ → C + 2MgO

I. Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂

Bài 3 (Trang 86 – SGK)

Có các chất sau: CO₂, Na₂CO_3,C, NaOH, Na₂SiO₃, H₂SiO₃. Hãy lập thành một dãy chuyển hóa giữa các chất và viết phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải:

Dãy chuyển hóa giữa các chất:

\[C\to CO2\text{ }\overset{+NaOH}{\mathop{\to }}\,Na2CO3\text{ }\overset{+Ba{{(OH)}_{2}}}{\mathop{\to }}\,NaOH\text{ }\overset{+Si{{O}_{2}}}{\mathop{\to }}\,Na2SiO3\text{ }\overset{+HCl}{\mathop{\to }}\,H2SiO3\]

Các phương trình phản ứng:

1. C + O₂ \[\xrightarrow{{{t}^{0}}}\] CO₂

2. CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

3. Na₂CO₃ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ ↓ + 2NaOH

4. SiO₂ + 2NaOH_{đặc, nóng} → Na₂SiO₃ + H₂O

5. Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃

Bài 4 (Trang 86 – SGK)

Cho 5,94 g hỗn hợp K₂CO₃ và Na₂CO₃ tác dụng với dung dịch H₂SO₄ dư thu được 7,74 g hỗn hợp các muối khan K₂SO₄ và Na₂SO₄. Thành phần hỗn hợp đầu là:

A. 3,18 g Na₂CO₃ và 2,76 g K₂CO₃

B. 3,81 g Na₂CO₃ và 2,67 g K₂CO₃

C. 3,02 g Na₂CO₃ và 2,25 g K₂CO₃

D. 4,27 g Na₂CO₃ và 3,82 g K₂CO₃

Hướng dẫn giải:

Chọn A

Gọi số mol của Na₂CO₃ là x và của K₂CO₃ là y mol

Ta có hệ phương trình

\[\Rightarrow \] m_Na2CO₃= 106.0,03 = 3,18 (gam)

m_K2CO₃= 138.0,02 = 2,76 (gam)

Bài 5 (Trang 86 – SGK)

Để đốt cháy 6,80g hỗn hợp X gồm hidro và cacbon monooxit cần 8,96 lít oxi (đo ở đktc). Xác định thành phần phần trăm theo thể tích và theo khối lượng của hỗn hợp X.

Hướng dẫn giải:

n\[{{O}_{2}}\] = 8,96/22,4 = 0,4 (mol)

Gọi số mol của H₂ là x, của CO là y mol

2H₂ + O₂ → 2H₂O

x x/2 mol

2CO + O₂ → 2CO₂

y y/2 mol

⇒ n_H2 = 0,6 mol, n_CO = 0,2 mol, n_{hh X} = 0,6 + 0,2 = 0,8 mol

\[{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}{{V}_{{{H}_{2}}}}=\frac{0,62}{6,8}.100{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}=17,65{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}\]

\[{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}{{V}_{CO}}={\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}{{n}_{CO}}=100{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}-75{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}=25{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}\]

\[{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}{{m}_{{{H}_{2}}}}=\frac{0,62}{6,8}.100{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}=17,65{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}\]

\[{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}{{m}_{CO}}=\frac{0,2.28}{6,8}.100{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}=82,35{\scriptstyle{}^{0}/{}_{0}}\]

Bài 6 (Trang 86 – SGK)

Một loại thủy tinh có thành phần hóa học được biểu diễn bằng công thức K₂O.PbO.6SiO₂. Tính khối lượng K₂CO₃, PbCO₃ và SiO₂ cần dùng để có thể sản xuất được 6,77 tấn thủy tinh trên. Coi hiệu suất qua trình là 100%.

Hướng dẫn giải:

Khối lượng 1 mol phân tử thủy tinh K₂O.PbO.6SiO₂ là 677g

\[{{m}_{{{K}_{2}}C{{O}_{3}}}}=\frac{6,77}{677}.138=1,38\] (tấn)

\[{{m}_{PbC{{O}_{3}}}}=\text{ }\frac{6,77}{677}.267=2,67\] (tấn)

\[{{m}_{Si{{O}_{2}}}}=\text{ }\frac{6,77}{677}.6.60,0=3,6\] (tấn)

Để nấu được 6,77 tấn thủy tinh trên cần dùng 13,8 tấn K₂CO₃, 2,67 tấn PbCO₃ và 3,6 tấn SiO₂