Получение кремния.

В промышленности кремний получают восстановлением SiO₂ коксом:

SiO₂ + 2C = Si + 2CO

Особо чистый кремний - восстановлением SiCl₄ водородом:

SiCl₄ + 2H₂ = Si + 4HCl

или разложением SiH₄ при 400-600^oС:

SiH₄ = Si + 2H₂

В лаборатории кремний можно получить, прокаливая смесь SiO₂ и магния (или алюминия):

SiO₂ + 2Mg = Si + 2MgO

Применение кремния.

Кремний применяют в промышленности:

а)как легирующую добавку в производстве сплавов черных и цветных металлов

б) для получения силиконов - кремнийорганических полимеров

Особо чистый монокристаллический кремний (очищают обычно зонной плавкой) применяется в электронной промышленности как полупроводниковый материал для изготовления микросхем, транзисторов и т.д.

Водородное соединение кремния

Кремний образует гидриды с общей формулой состава Si_nH_2n+2, по строению аналогичные гомологическому ряду алканов C_nH_2n+2, называемые силанами, n от 1 до 6. При n = 1-2 это газы, 3-4 - жидкости, остальные - твердые вещества. Все силаны ядовиты и обладают характерным запахом. В отличие от углеводородов, силаны разлагаются на простые вещества при нагревании:

SiH₄ = Si + 2H₂ - при 400-600^oс

На воздухе силаны самовоспламеняются:

SiH₄ + 2O₂ = SiO₂ + 2O₂

и сгорают с образованием белого дыма SiO₂

Силаны разлагаются парами воды:

SiH₄ + 2H₂O = SiO₂ + 4H₂

и взаимодействуют с водными растворами щелочей:

SiH₄ + 2KOH + H₂O = H₂SiO3 + 4H₂

Получить силаны можно, действуя соляной кислотой на силициды, например силицид магния:

Mg₂Si + 4HCl = 2MgCl₂ + SiH₄

при этом также образуется Si₂H₆, Si₃H₈ и т.

Кислородсодержащие соединения кремния.

Степень окисления +2. Оксид кремния (2) - SiO - желтовато-коричневое вещество, плотность 2,2 г/см³.

SiO медленно окисляется кислородом воздуха:

SiO + O₂ = 2SiO₂

и взаимодействует с водными растворами щелочей:

SiO + 2KOH = K₂SiO₃ + H₂

Оксид кремния (2) можно получить при прокаливании SiO₂ c кремнием, коксом или карбидом кремния при 1500-2000^oC:

SiO₂ + Si = 2SiO

SiO₂ + C = SiO + CO

2SiO₂ + SiC = 3SiO + CO

SiO применяется как электроизоляционный материал, компонент красок и для фильтрования воздуха.

Степень окисления +4 - SiO₂, кремниевая кислота и силикаты.

SiO₂ - оксид кремния (4), кремнезем, кремниевый ангидрид - бесцветные кристаллы, температура плавления 1728^oС, кипения 2530^oС, существует в виде нескольких полиморфных модификаций - кварца, кристобалита, тридимита, аморфного (стеклообразного) SiO₂.

SiO₂ устойчив к действию кислот и щелочей, взаимодействует только с плавиковой кислотой или газообразным фтороводородом:

SiO₂ + 4HF газ= SiF₄ + 2H₂O

SiO₂ + 6HF водн. раствор = H₂SiF₆ + 2H₂O

33. Записати хімічні реакції (в молекулярному та іонному виді) для наступних перетворень:

Ca → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3	CaO → Ca(OH)2 → CaSO4 → CaSO4 • 2H2O
MgO → MgCl2 → Mg(OH)2 → Mg(HCO3)2	CaCl2 → Ca(OH)2 → CaO → CaSiO3
Mg → MgCl2 → Mg(OH)2 → MgO	CaC2 → Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 → CaCO3
Fe → Fe2O3 → Fe(OH)3 → NaFeO2	MgO → Mg(OH)2 → MgCl2 → Mg
MgO → Mg(OH)2 →MgCO3 → Mg(HCO3)2	Ca → CaCl2 → Ca(OH)2 → CaO
Al → Al2O3 →Al(OH)3 → Na3[Al(OH)6]	Fe2O3 → FeCl3 → Fe(OH)3 → Na[Fe(OH)4]
Fe → Fe(OH)3 →Fe(NO3)3 → Na3FeO4	Mg → MgSO4 → Mg(OH)2 → MgOHCl
CaO → CaC2→Ca(OH)2→ CaSiO3	SiO2 → H2SiO3 → Na2SiO3 → SiF4
Al → Al2O3 →Al2(SO4)3 → Na[Al(OH)4]	SiH4 → SiCl4 → SiO2 → K2SiO3
Si → SiO2 →SiF4 → Na2SiF6	MgCO3 → MgO → Mg(OH)2 → Mg
Si → SiH4 →SiO2 → SiF4	Na2SiO3 →H2SiO3 → SiO2 → Si
Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3	Al → Al2(SO4)3 → Al(OH)3 → NaAlO2
Mg→ MgSO4 →Mg(OH)2 → MgSiO3	Al2(SO4)3 → Al(OH)3 → Al2O3 → Al
Al2O3 → Al(NO3)3 →Al(OH)3 → Ca(AlO2)2	Al2O3 → Al3C4 → Al(OH)3 → KAlO2
Ca → CaSO4 → CaSO4 • 2H2O → CaSO4 • 0,5H2O	Fe → FeO → Fe2O3 → Fe(OH)3
FeO → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Ca(FeO2)2	Na[Al(OH)4] →AlCl3 → Al(OH)3 → AlOHSO4
Fe → FeCl3 → Fe(OH)Cl2 → Fe(OH)3	Si → Mg2Si → SiCl4 → SiO2