1. Phương trình phản ứng hoá học
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
2. Điều kiện phản ứng
Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường
3. Cách thực hiện phản ứng:
Cho dung dịch HF tác dụng với SiO2
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng:
Nhận biết phản ứng: Chất rắn tan dần
5. Đặc điểm của các chất trong phản ứng
5.1. HF
Axit HF là axit yếu vì vậy nó có đầy đủ các tính chất của một axit
* Tính chất vật lý: HF tồn tại ở cả thể lỏng và thể khí, có mùi hắc khó chịu.
* Tính chất hoá học:
- HF tác dụng với phi kim
- HF tác dụng với oxit:
- HF tác dụng với nước
- HF tác dụng với bazo
- HF tác dụng với muối
* Ứng dụng: Đây là một nguồn flo quý giá và là nguyên liệu để sản xuất ra nhiều dược phẩm trong y tế.
5.2. SiO2
* Tính chất hoá học:
- SiO2 tan chậm trong dung dịch kiềm đặc nóng, tan nhanh trong kiềm nóng chảy hoặc cacbonat kim loại kiềm nóng chảy
- SiO2 tác dụng với HF
- SiO2 không tác dụng với nước
* Ứng dụng: SiO2 được sử dụng để làm kính phẳng, sản phẩm thuỷ tinh, cát đục, sợi thuỷ tinh, men gốm, phn cát cho chống gỉ,...
6. Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1: Một trong các ứng dụng của axit là được dùng để cắt thuỷ tinh, hỏi người ta sử dụng dung dịch axit nào để cắt thuỷ tinh
A. Người ta sử dụng dung dịch H2SO4
B. Người ta sử dụng dung dịch HNO3
CNgười ta sử dụng dung dịch HCl
D. Người ta sử dụng dung dịch HF
Hướng dẫn giải chi tiết: Chọn D. Axit sử dụng dung dịch để khắc chữ lên thuỷ tinh là HNO3
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
Câu 2: Thuỷ tinh có công thức hoá học được viết như nào?
A. Công thức hoá học của thuỷ tinh là Na2O.CaO.6SiO2
B. Công thức hoá học của thuỷ tinh là CaO.6SiO2
C. Công thức hoá học của thuỷ tinh là Na2O.6SiO2
D. Công thức hoá học của thuỷ tinh là Na2O.CaO.2SiO2
Đáp án: Chọn A. Công thức hoá học của thuỷ tinh là Na2O.CaO.6SiO2
Câu 3: Người ta thường dùng cát SiO2 để chế tạo khuôn đúc kim loại, để làm sạch hoàn toàn những hạt cát bám trên bề mặt vật dụng làm bằng kim loại có thể dùng hoá chất nào dưới đây?
Đáp án: Để làm sạch cát trên bề mặt vặt dụng kim loại, có thể dùng dung dịch HF do SiO2 tan được trong HF. SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
Câu 4: Một loại thuỷ tinh chịu lực có thành phần theo khối lượng của các oxit như sau: 13% Na2O; 11,7% CaO và 75,3% SiO2. Thành phâng của các loại thuỷ tinh này được biểu diễn dưới dạng công thức nào?
Câu 5: Tính khối lượng Na2CO3 cần dùng để sản xuất được 120kg thuỷ tinh Na2O.CaO.6SiO2 với hiệu suất 90%?
A. Khối lượng Na2CO3 bằng26,61 kg
B. Khối lượng Na2CO3 bằng 29,57 kg
C. Khối lượng Na2CO3 bằng 20,56 kg
D. Khối lượng Na2CO3 bằng 24,45 kg
Đáp án: Chọn B. Khối lượng Na2CO3 cần dùng để sản xuất được 120k thuỷ tinh với hiệu suất 90% là 29,57kg
6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3 → Na2O.CaO.6SiO2 + 2CO2
106 gam → 478 gam
mNa2CO3 120 kg
Câu 6: Số oxi hoá cao nhất của silic thể hiện ở hợp chất nào sau đây?
A. SiO
B. SiO2
C. SiH4
D. Mg2Si
Đáp án: B. SiO2 là hợp chất có số oxi hoá cao nhất của silic: Si +4
Câu 7: Cho hỗn hợp silic và than có khối lượng 20 gam tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đặc, đun nóng. Phản ứng giải phóng ra 13,44 lít khí hidro ở điểu kiện tiêu chuẩn. Xác định thành phần trăm khối lượng của silic trong hỗn hợp ban đầu, biết rằng phản ứng xảy ra với hiệu suất 100%
Hướng dẫn giải chi tiết:
Theo bài ra ta có: nH2 = 13,44 : 22,4 = 0,6 (mol)
C + NaOH => Không phản ứng
Si + 2NaOH + H2O → NaSiO3 + 2H2 bay hơi
Từ phương trình phản ứng ta có:
nSi = 1/2 . nH2 = 1/2 . 0,6 = 0,3 mol
=> mSi = 0,3 . 28 = 8,4 gam
=> %mSi = 8,4 : 20 . 100% = 42%
Vậy khối lương của silic trong hỗn hợp ban đầu chiếm 42%
Câu 8: Nguyên nhân chủ yếu làm tăng độ mạnh của các acid theo dãy từ HF đến HI là do đâu?
A. Do sự tăng khối lượng phân tử từ HF đến HI
B. Do sự giảm độ phân cực của liên kết từ HF đến HI
C. Do sự giảm độ bền liên kết từ HF đến HI
D. Do sự tăng kích thước từ HF đến HI
Đáp án: Chọn C. Nguyên nhân chủ yếu làm tăng độ mạnh của các acid theo dày từ HF đến HI là do sự giảm độ bền liên kết từ HF đến HI.
Câu 9: Xu hướng phân cực giảm từ HF đến HI là do đâu?
A. Do khối lượng phân tử tăng dần từ HF đến HI
B. Do bán kính nguyên tử halogen tăng dần từ F đến I
C. Do tính oxi hoá giảm dần từ F đến I
D.Do độ đâm điện giảm dần từ F đến I
Đáp án: Chọn D. Xu hướng phân cực giảm từ HF đến HI do độ âm điện giảm dần từ F đến I làm cho sự chênh lệch độ âm điện giữa H và halogen giảm dần => Độ phân cực H - X giảm dần từ HF đến HI.
Câu 10: Để hoà tan hoàn toàn 2,4 gam SiO2 cần dùng vừa hết m gam dung dịch HF 25% sau phản ứng thu được dung dịch X. Giá trị của m là bao nhiêu/
A. m = 3,2 gam
B. m = 6,4 gam
C. m = 12,8 gam
D. m = 4,5 gam
Đáp án: Chọn C. m = 12,8 gam
Phương trình hoá học: SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
0,04 → 0,16 (mol)
=> m dung dịch = (mct . 100%) : C% = (0,16 . 20 . 100%) : 25% = 12,8 gam
Câu 11: Phân tử nào dưới đây có nhiệt độ sôi cao bất thường:
A. HCl
B. HF
C. HI
D. HBr
Đáp án: Chọn B. HF là phân tử có nhiêt độ sôi bất thường. Trong dáy hdrogrn halidr, nhiệt độ sôi tăng dần từ HCl đến HI. Riêng HF có nhiệt độ sôi cao bất thường do các phân tử HF tạo liên kết hydrogen với nhau.
Câu 12: Cho các nhận định sau:
(1) Đồ gốm gồm: gạch ngói, gạch chịu lửa và sành, sứ
(2) Nung các đồ vật trong lò ở nhiệt độ cao thích hợp là giai đoạn thứ nhất trong công đoạn sản xuất đồ gốm sứ
(3) Sản xuất xi măng dùng nhiệt độ 1400 - 1500 độ C
(4) Nguyên liệu chính sản xuất thuỷ tinh là cát trắng, đá vôi và sô đa.
Hỏi có bao nhiêu nhận định trên là nhận định đúng?
A. 1 nhận định đúng
B. 2 nhận định đúng
C. 3 nhận định đúng
D. 4 nhận định đúng
Đáp án: Chọn C. 3 nhận định đúng, gồm:
(1) Đồ gốm gồm: gạch ngói, gạch chịu lửa và sành, sứ
(3) Sản xuất xi măng dùng nhiệt độ 1400 - 1500 độ C
(4) Nguyên liệu chính sản xuất thuỷ tinh là cát trắng, đá vôi và sô đa.
Nhận định (2) sai vì nung các vật trong lò ở nhiệt độ cao thích hợp là giai đoạn thứ hai trong công đoạn sản xuất đồ gốm sứ
Câu 13: Hydrohalic có tính acid mạnh nhất là:
A. HCl
B. HF
C. HI
D. HBr
Đáp án: Chọn C. HI là Hydrohalic có tính acid mạnh nhất, do tính acid tăng dần từ HF đến HI trong dãy hydrohalic acid nên HI có tính acid mạnh nhất.
Câu 14: Ở cùng điều kiện áp suất, hydrogen fluoride (HF) có nhiệt độ sôi cao vươt trội so với các hydrogen halide còn lại là do nguyên nhân nào?
A. Do Fluorine có nguyên tử khối nhỏ nhất
B. Do năng lượng liên kết H - F bền vững làm cho HF khó bay hơi
C. Do các nhóm phân tử HF được tạo thành do có liên kết hydrogen giữa các phân tử
D. Do flurine là phi kim mạnh nhất
Đáp án: Chọn C. Ở cùng điều kiện áp suất, hydrogen fluorine có nhiệt độ cao vượt trội do các nhóm phân tử HF được tạo thành do có liên kết hydrogen giữa các phân tử.
Câu 15: Những phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về ứng dụng hiện nay của một số hydrogen halide và hydrohalic acid?
A. Hằng năm, cần hàng chục triệu tấn hydrogen chloride để sản xuất hydrochloric acid
B. Lượng lớn HA sử dụng trong sản xuất nhựa, phân bón, thuốc nhuộm,..
C. HA được sử dụng trong quá trình thuỷ phân các chất trong sản xuất, chế biến thực phẩm
D. HA hoặc HF phản ứng với chlorine dùng để sản xuất fluorine
E. Trong công nghiệp, HA dùng tẩy rửa các oxide của sắt trên bề mặt của thép.
Đáp án: D và E.
Giải thích:
- D sai vì Fluorine được điều chế bằng cách điện phân hỗn hợp KF, HF
- E sai vì trong công nghiệp, HA dùng tẩy rửa các oxide của sắt trên bề mặt của thép.
