Финал неорганики: элемент жизни и элемент микрочипов — оба строят гигантские атомные решётки, но с совершенно разной судьбой.
Оба образуют 4 связи, но по-разному ведут себя дальше: углерод строит длинные цепи и кратные связи с самим собой (отсюда вся органика), кремний почти не образует кратных связей Si=O или цепей Si–Si — вместо этого строит гигантские трёхмерные решётки через мостики –O–Si–O–.
Углерод: −4, +2, +4 (в неорганике; в органике — весь диапазон от −4 до +4). Кремний: практически всегда +4.
В отличие от кремния, углерод не растворяется в щелочах: C + NaOH ✗. Это одно из ключевых различий двух соседей по группе. Зато оба — восстановители: углерод отнимает кислород у оксидов металлов (металлургия) и даже у SiO₂ (получение технического кремния).
Карбиды с ионом C₂2- (ацетилениды: CaC₂, Na₂C₂) при гидролизе дают ацетилен. Карбид с ионом C4- (метанид: Al₄C₃) даёт метан. Тот же принцип у силицидов: Mg₂Si + 4HCl → 2MgCl₂ + SiH₄↑ (силан).
Токсичен (связывается с гемоглобином прочнее O2). Сильный восстановитель — основа доменного процесса (конспект 82).
Нетоксичен в обычных концентрациях, продукт полного окисления. Реагирует со щелочами, оснóвными оксидами.
Пропускание CO2 через известковую воду сначала даёт помутнение (осадок CaCO3), но при дальнейшем избытке CO2 осадок растворяется обратно (образуется растворимый гидрокарбонат) — раствор снова становится прозрачным. Та же логика, что с амфотерными гидроксидами и избытком щёлочи (конспект 77), но здесь работает избыток кислотного оксида.
Соль слабого основания (Al(OH)₃) и слабой кислоты (H₂CO₃) необратимо гидролизуется: вместо Al₂(CO₃)₃ выпадает Al(OH)₃ и выделяется CO₂. То же с Fe3+ и Cr3+. Признаки сразу два — осадок и газ.
В отличие от типичных кислотных оксидов (SO3, P2O5), кварц SiO2 не реагирует с водой при обычных условиях — атомная кристаллическая решётка (конспект 7) слишком прочна. Кислотный характер проявляется только со щелочами при сплавлении или с плавиковой кислотой.
Сплав силикатов Na2SiO3, CaSiO3 и SiO2. Состав: Na2O·CaO·6SiO2.
Раствор Na2SiO3/K2SiO3 в воде — силикатный клей, огнезащита.
Смесь силикатов и алюминатов кальция, при добавлении воды твердеет (гидратация).
Дано: 500 г CaCO3 (M=100 г/моль, содержание в известняке 100%) полностью разложили при прокаливании.
n(CaCO3) = 500/100 = 5 моль. Реакция 1:1 по CO2.
V(CO₂) = 5 × 22,4 = 112 л (н.у.)
CO — кислотный оксид, ему отвечает угольная кислота.
CO — несолеобразующий оксид: с водой, кислотами и щелочами в обычных условиях не реагирует и солей не даёт. Кислотный оксид углерода — это CO₂.
SiO₂ реагирует с водой, давая кремниевую кислоту.
SiO₂ с водой не реагирует — это исключение среди кислотных оксидов. H₂SiO₃ получают только косвенно, из силикатов: Na₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃↓ + 2NaCl.
Пропускаем CO₂ через известковую воду — она мутнеет, значит реакция закончилась.
При избытке CO₂ осадок растворяется: CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂. Помутнело, а потом прояснилось — значит газа было много. При кипячении гидрокарбонат снова даёт осадок.
Все карбонаты разлагаются при нагревании одинаково легко.
Карбонаты щелочных металлов (кроме Li₂CO₃) термически устойчивы и не разлагаются. Остальные разлагаются до оксида и CO₂ — тем легче, чем менее активен металл. А вот гидрокарбонаты разлагаются все, даже NaHCO₃.
H₂SiO₃ слабее угольной, поэтому даже CO₂ вытесняет её из силикатов: Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O → H₂SiO₃↓ + Na₂CO₃. Зато при сплавлении всё наоборот — нелетучий SiO₂ вытесняет летучий CO₂: Na₂CO₃ + SiO₂ →(t) Na₂SiO₃ + CO₂↑.
CO прочно связывается с гемоглобином крови вместо кислорода, и связь эта во много раз крепче кислородной — кровь перестаёт переносить кислород. Газ при этом без цвета и запаха, отравление незаметно.
CO₂ с гемоглобином так не связывается; он опасен лишь в больших концентрациях, вытесняя кислород из воздуха. Разница в химии, а не в «силе» газа.
Ответь мысленно, потом раскрой карточку.
Он связывается с гемоглобином прочнее, чем O2, блокируя перенос кислорода в организме.
Осадок CaCO3 реагирует с избытком CO2 и водой, образуя растворимый гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2.
Плавиковая (фтороводородная) HF — единственная кислота, реагирующая и с Si, и с SiO2.
Карбонаты активных металлов (Na, K, кроме Li) термически устойчивы. Карбонаты остальных металлов (Ca, Mg, Cu и т.д.) разлагаются при нагревании на оксид и CO2.
Сплав Na₂O·CaO·6SiO₂ — смесь силикатов натрия, кальция и избытка кварца SiO2.
Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂↑ — силикат натрия и водород.
Вскипание — бурное выделение пузырьков CO2, легко наблюдаемая реакция.
n(Fe2O3,M=160)=160/160=1 моль. Реакция 1:2 по Fe. n(Fe)=2 моль. m=2×56=112 г.
Орбита оценит уровень по каждой из 34 тем ЕГЭ и сама подберёт, что решать дальше. Первая диагностика — 12 задач, регистрация по логину, почту не спрашиваем.
Начать бесплатно