Химия неметаллов: углерод, кремний

План
1) Электронная конфигурация химических элементов
2) Способы получения
3) Химические свойства и качественные реакции
4) Распространенность элементов
5) Применение
6) Практические задания

Электронная конфигурация углерода

Способы получения углерода
C6H12O6 →(кат.H₂SO₄конц.)6C+6H2O
CH4 →t C+2H2↑
CH4+O2 → C+2H2O

Химические свойства углерода
C+O₂=CO₂↑
2C+O₂=2CO↑(недостаток О₂)
C+2F₂=CF₄
C+H₂O=CO+H₂↑(водяной газ) - t 1000°
C+H₂O=CO₂↑+2H₂↑- t 1200°
C+2CuO=2Cu+CO₂↑ - при t°
Качественная реакция:
СaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
C+2H₂SO₄(конц.)=CO₂↑+2SO₂+2H₂O
C+4HNO₃(конц.)=CO₂↑+4NO₂+2H₂O
C+2S₂=CS₄(сероуглерод)
4Al+3C=Al₄C₃
Ca+2C=CaC₂
CaO+3C=CaC₂+CO↑
C+2H₂=CH₄
Si+C=SiC

Нахождение углерода в природе
4360 миллионов гигатонн

Антрацит
94-97% С
Бурый уголь
64-80% С

Каменный уголь
76-95% С
Горючий
сланец
56-78% С

Нефть
82-87% С
Горючие природные газы
до 94% метана

Торф
53-56% С
Битум

2/3 массы мышц
1/3 массы костной ткани

Способы получения кремния
SiO₂+2Mg=2MgO+Si
SiO₂+C=Si+2CO (t=1800°)
SiH₄→Si+2H₂ (t=1000°)
3SiO₂+4Al→3Si+2Al₂O₃

Химические свойства кремния
Si+2F₂=SiF₄↑(при комн.t°)
Si+O₂=SiO₂
Si+2Cl₂=SiCl₄(t=400-600°)
Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑ при нагревании
C+Si=SiC(карборунд)
2N₂+3Si=Si₃N₄(>1000°C)
Si + 2S → SiS2
2Ca+Si=Ca₂Si(силицид)
3Si+4HNO₃+18HF→
3H₂[SiF₆]+4NO↑+8H₂O
Si + 6HF → H2[SiF6] +2H2↑
Si +4HF(газ) → SiF4 +2H2↑
Si + 4HBr → SiF4 +2H2↑
Si + 4HCL → SiCL4+ 2H2↑
Mg₂Si+2H₂SO₄→
SiH₄+2MgSO₄ (моносилан)
Качественная реакция:
Na₂SiO₃+2HCl=H₂SiO₃+2NaCl

Нахождение кремния в природе
27,6-29,5%

Кварцевый песок
Кварц

Кварцит
Кремень

Полевой шпат
Силикаты и алюмосиликаты

Практические задания

Практические задания

Практические задания

Практические задания

Практические задания

Практические задания

Практические задания

Практические задания

Практические задания
Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми протекает гетерогенная окислительно-восстановительная реакция: кремний, серная кислота, перманганат калия, гидроксид натрия, иод, вода

Практические задания
Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми протекает гетерогенная окислительно-восстановительная реакция: кремний, азотная кислота, азот, водород, углерод, углекислый газ, оксид кремния (IV).

Практические задания
Фосфат кальция нагрели с кремнезем и углеродом. Образовавшееся простое вещество прореагировало с избытком хлора. Полученный продукт внесли в избыток раствора гидроксида калия. На образовавшийся раствор подействовали известковой водой. Напишите уравнения описанных реакций.

Практические задания
Даны вещества: углерод, водород, концентрированная серная кислота, дихромат калия. Напишите уравнения четырех возможных реакций между всеми предложенными веществами, не повторяя пары реагентов.

Практические задания
Порошок магния нагрели с избытком кремния. Полученное твердое вещество частично растворилось в соляной кислоте с выделением газа, который пропустили через раствор щелочи. При подкислении образовавшегося раствора соляной кислотой раствор помутнел вследствие образования нерастворимого в воде вещества. Напишите уравнения четырех описанных реакций.

Практические задания
Основный карбонат цинка нагрели до постоянной массы. Полученное твердое вещество прокалили с углем. Твердый остаток от прокаливания растворили в концентрированном растворе щелочи, а выделившийся при прокаливании газ пропустили над нагретым оксидом свинца (II). Напишите уравнения четырех описанных реакций.