Какое применение находит кремний? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:
SiO2 → Si → K2SiO3 → H2SiO3
Решение
Окислительно-восстановительные реакции напишите на основании электронных уравнений.
Кремний в больших количествах используется для получения сортов стали, которые применяются для изготовления трансформаторов, электромоторов и генераторов. В химическом машиностроении применяют кремниевый чугун (15-17% Si), обладающий кислотоупорными свойствами. Особо чистый кремний применяют для изготовления полупроводниковых устройств (интегральные схемы, солнечные батареи и др.)
. Из кремния изготавливают ситаллы – материалы, обладающие химической стойкостью и высокой механической прочностью. Их изготавливают из металлургического шлака. Силикат натрия применяют для огнезащитного покрытия деревянных изделий, в производстве силикатных материалов. Фторокремниевую кислоту используют качестве дезинфицирующего средства. SiH4 и SiCl4 используют для получения кремнийорганических соединений, из которых получают каучукоgодобные материалы, выдерживающие длительное нагревание до 250 0С и сохраняющие эластичность даже при -60 0С, клей, огнеупорные лаки и эмали, водоотталкивающие вещества для пропитки тканей, силиконовые смазки, протезные пластмассы, электроизоляционные материалы.
Свободный кремний получается при прокаливании мелкого диоксида кремния с магнием:
SiO2 + Mg = MgO + Si
Si+4 + 4e- = Si|*1
Mg0 – 2e- = Mg2+|*2
SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si
Кремний реагирует с гидроксидом калия с образованием силиката калия и водорода:
Si + KOH +H2O = K2SiO3 + H2↑
Si0 – 4e- = Si4+|*1
2H+ + 2e- = H2↑|*2
Si + 2KOH +H2O = K2SiO3 + 2H2↑
Кремниевую кислоту можно получить действуя на силикат калия соляной кислотой с образованием хлорида калия и кремниевой кислоты:
K2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2KCl молекулярное уравнение
2K+ + SiO32- + 2H+ + 2Cl- = H2SiO3 + 2K+ + 2Cl- ионно-молекулярное уравнение
SiO32- + 2H+ = H2SiO3 сокращенное ионное уравнение