Ôn tập chương Cacbon - Silic

Cacbon (C)

Silic (Si)

Cấu hình e

1s²2s²2p²

1s²2s²2p⁶3s²3p²

Tính chất

- Tính khử:

- Tác dụng với oxi:

$\overset{0}{\mathop{C}}\,+{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+4}{\mathop{C}}\,{{O}_{2}}$

$\overset{+4}{\mathop{C}}\,{{O}_{2}}+\overset{0}{\mathop{C}}\,\xrightarrow{{{t}^{0}}}2\overset{+2}{\mathop{C}}\,O$

- Tác dụng với hợp chất:

$\mathop C\limits^0 + 4HN{O_3} \to \mathop C\limits^{ + 4} {O_2} \uparrow + 4N{O_2} \uparrow + 2{H_2}O$

$\overset{0}{\mathop{\text{ }C}}\,+FeO\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+2}{\mathop{C}}\,O+Fe$

- Tính oxi hóa

$\overset{0}{\mathop{C}}\,+2{{H}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+4}{\mathop{C}}\,{{H}_{4}}$

$\overset{0}{\mathop{C}}\,+Al\xrightarrow{{{t}^{0}}}A{{l}_{4}}\overset{-4}{\mathop{{{C}_{3}}}}\,$ (nhôm cacbua)

- Tính khử:

- Tác dụng với phi kim

$\overset{0}{\mathop{Si}}\,+{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+4}{\mathop{Si}}\,{{O}_{2}}$

$\overset{0}{\mathop{Si}}\,+2{{F}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+4}{\mathop{Si}}\,{{F}_{4}}$

- Tác dụng với hợp chất:

\(2NaOH + {\rm{ }}{H_2}O + \mathop {Si}\limits^0 \; \to N{a_2}\mathop {Si}\limits^{ + 4} {O_3} + {H_2}\)

- Tính oxi hóa:

Si + kim loại $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ silixua kim loại

VD: 2Mg + $\overset{0}{\mathop{Si}}\,\xrightarrow{{{t}^{0}}}M{{g}_{2}}\overset{-4}{\mathop{Si}}\,$

Điều chế

- Than chì $\xrightarrow[p,xt]{{{2000}^{0}}C}$  Kim cương

- Than muội: CH₄ $\xrightarrow{{{t}^{0}},xt}$  C + 2H₂

- Trong PTN: SiO₂ + 2Mg  Si + 2MgO

- Trong công nhiệp: SiO₂ + 2C$\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ Si + 2CO

Trạng thái tự nhiên

- Kim cương và than chì là cacbon ở dạng tự do, khoáng vật: Canxit (CaCO₃), Magiezit (MgCO₃), Đolomit (CaCO_3.MgCO₃), dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên

- Tồn tại trong hợp chất, chủ yếu là cát (SiO₂), các khoáng vật: cao lanh, xecpentin.

Tên

CTHH

Tính chất

Điều chế

Cacbon đioxit

CO₂

- Khí, nặng hơn KK, không cháy, không duy trì sự cháy

- Là một oxit axit tác dụng với bazơ:

OH^- + CO₂ → CO₃^2- +H₂O.

OH + CO₂ → HCO₃^-

Đặt x= \(\frac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{C{O_2}}}}}\)

Sản phẩm tạo thành phụ thuộc vào x

- Tính oxi hóa yếu:

 + 2Mg $\xrightarrow{{{t}^{0}}}\overset{+2}{\mathop{C}}\,O$  + 2MgO

- PTN: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

Cacbon monooxit

CO

- Khí, bền, độc

- Là một oxit trung tính.

- Là chất khử mạnh: chỉ khử được các oxit của kim loại yếu hơn Al

  M_xO_y + y$\mathop C\limits^{ + 2} O$ $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ xM + y$\mathop C\limits^{ + 4} {O_2}$ 

- Trong CN:

C + H₂O

CO₂ + C $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ khí lò gas

- Trong PTN:

HCOOH $\xrightarrow{{{t}^{0}},{{H}_{2}}S{{O}_{4\text{d}}}}$CO + H₂O

Axit cacbonic

H₂CO₃

- Là axit rất yếu và kém bền

- Phân li 2 nấc

- Dễ bị phân hủy: H₂CO₃ → CO₂↑ + H₂O

Muối cacbonat

CO₃^2- ;

HCO₃^-

- Dễ tan

- Tính chất hóa học:

+) Muối CO₃^2- có tính bazơ:

CO₃^2- + H⁺ → H₂O + CO₂ $\uparrow $  

+) Muối HCO₃^- có tính lưỡng tính:

HCO₃^- + H⁺ → H₂O + CO₂ $\uparrow $  

HCO₃^- + OH^- → CO₃^2- + H₂O

- Phản ứng nhiệt phân:

2NaHCO₃ $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O

CaCO₃ $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ CaO + CO₂↑  

Silic đioxit

SiO₂

- Không tan trong nước, chất ở dạng tinh thể thạch anh.

- Tính chất:

+ Tính chất oxit axit:

SiO₂ + 2NaOH_{(nóng chảy)} $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ Na₂SiO₃ + H₂O

- Tác dụng với HF:

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O

→ Dùng HF khắc chữ lên thủy tinh

- Có trong tự nhiên (cát, thạch anh...)

Axit Silixic

H₂SiO₃ 

- Là axit rất yếu tồn tại ở thể rắn (< H₂CO₃)

Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O → H₂SiO₃↓ + Na₂CO₃

Muối Silicat

SiO₃^2-

- Thủy tinh lỏng: Na₂SiO₃ và K₂SiO₃

- Phản ứng thủy phân:

Na₂SiO₃ + 2H₂O \( \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \)  2NaOH + H₂SiO₃