I. Nhóm Cacbon:
- Vị trí: nhóm IVA; thành phần: C, Si, Ge, Sn, Pb
- Cấu hình e: ns2np2
- Các tính chất biến đổi có quy luật của đơn chất và hợp chất: C → Pb
II. Đơn chất
| 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 (CaCO3.MgCO3), dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên | - Tồn tại trong hợp chất, chủ yếu là cát (SiO2), các khoáng vật: cao lanh, xecpentin. |
III. Hợp chất
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 → CO32- +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 MxOy + y$\mathop C\limits^{ + 2} O$ $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ xM + y$\mathop C\limits^{ + 4} {O_2}$ | - Trong CN: C + H2O khí than ướt 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 | CO32- ;
HCO3- | - Dễ tan - Tính chất hóa học: +) Muối CO32- có tính bazơ: CO32- + H+ → H2O + CO2 $\uparrow $ +) Muối HCO3- có tính lưỡng tính: HCO3- + H+ → H2O + CO2 $\uparrow $ HCO3- + OH- → CO32- + 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 | SiO32- | - 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 |
|
IV. Công nghiệp silicat (đọc thêm)
Khái niệm, thành phần, phương pháp sản xuất thủy tinh, đồ gốm, xi măng.
Tổng ôn tập MÔN HÓA Lớp 11