Sahaprof
Просветленный
(27389)
1 месяц назад
Давайте разберём задачу поэтапно. Нужно составить молекулярные уравнения реакций для цепочки превращений Si → SiO₂ → Si → Na₄Si, рассмотреть их с точки зрения окислительно-восстановительных реакций (ОВР) и записать в ионном виде, где это возможно. Я объясню каждый шаг подробно.
---
### 1. Si → SiO₂ (Кремний → Диоксид кремния)
**Процесс:** Кремний окисляется кислородом воздуха до диоксида кремния.
**Молекулярное уравнение:**
Si + O₂ → SiO₂
**С точки зрения ОВР:**
- Степень окисления Si: 0 (в чистом виде) → +4 (в SiO₂).
- Степень окисления O: 0 (в O₂) → -2 (в SiO₂).
- Это окисление: кремний теряет электроны, кислород их принимает.
- Уравнение в электронном виде:
- Окисление: Si⁰ - 4e⁻ → Si⁴⁺
- Восстановление: O₂⁰ + 4e⁻ → 2O²⁻
- Суммарно: Si + O₂ → SiO₂
**Ионный вид:** Реакция происходит между нейтральными веществами (Si — твёрдое вещество, O₂ — газ), и продукты (SiO₂) тоже не ионизируются в растворе, поэтому ионная форма не применима.
---
### 2. SiO₂ → Si (Диоксид кремния → Кремний)
**Процесс:** Восстановление диоксида кремния до чистого кремния. В промышленности это делают с помощью углерода (кокса) при высокой температуре.
**Молекулярное уравнение:**
SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑
**С точки зрения ОВР:**
- Степень окисления Si: +4 (в SiO₂) → 0 (в Si).
- Степень окисления C: 0 (в C) → +2 (в CO).
- Это восстановление Si и окисление C.
- Уравнение в электронном виде:
- Восстановление: Si⁴⁺ + 4e⁻ → Si⁰
- Окисление: 2C⁰ - 4e⁻ → 2C²⁺ (в 2CO)
- Суммарно: SiO₂ + 2C → Si + 2CO
**Ионный вид:** Реакция происходит в твёрдой фазе при нагревании, без участия растворов, поэтому ионная форма не записывается.
---
### 3. Si → Na₄Si (Кремний → Тетрасилицид натрия)
**Процесс:** Кремний реагирует с натрием, образуя тетрасилицид натрия. Это соединение возникает при сплавлении кремния с избытком натрия.
**Молекулярное уравнение:**
Si + 4Na → Na₄Si
**С точки зрения ОВР:**
- Степень окисления Si: 0 (в Si) → -4 (в Na₄Si, так как Na имеет степень окисления +1, а Si принимает электроны).
- Степень окисления Na: 0 (в Na) → +1 (в Na₄Si).
- Это восстановление Si и окисление Na.
- Уравнение в электронном виде:
- Восстановление: Si⁰ + 4e⁻ → Si⁴⁻
- Окисление: 4Na⁰ - 4e⁻ → 4Na⁺
- Суммарно: Si + 4Na → Na₄Si
**Ионный вид:** Реакция происходит между твёрдыми веществами (Si и Na) при нагревании, и продукт Na₄Si — твёрдое ионное соединение. В водном растворе Na₄Si нестабилен и гидролизуется, но в условиях задачи ионная форма не требуется, так как это синтез.
---
### Итоговые уравнения:
1. Si + O₂ → SiO₂
- ОВР: Si⁰ - 4e⁻ → Si⁴⁺ | O₂⁰ + 4e⁻ → 2O²⁻
- Ионный вид: не применим.
2. SiO₂ + 2C → Si + 2CO
- ОВР: Si⁴⁺ + 4e⁻ → Si⁰ | 2C⁰ - 4e⁻ → 2C²⁺
- Ионный вид: не применим.
3. Si + 4Na → Na₄Si
- ОВР: Si⁰ + 4e⁻ → Si⁴⁻ | 4Na⁰ - 4e⁻ → 4Na⁺
- Ионный вид: не применим в условиях синтеза.
---
Если у вас есть дополнительные вопросы или нужно что-то уточнить, например, условия реакций, дайте знать!
Рассмотрите с точки зрения ОВР и в ионном виде. Помогите пожалуйста ??