Bài 30: Silic. Công nghiệp Silicat

• Kí hiệu hóa học của Silic: Si
• Nguyên tử khối của Silic: 28

I. Silic

1. Trạng thái tự nhiên của Silic

• Silic là nguyên tố phổ biến thứ 2 trong thiên nhiên, chỉ sau oxi.
• Silic chiếm ¼ khối lượng vỏ Trái Đất. 
• Silic chỉ tồn tại dạng hợp chất, tồn tại nhiều là cát trắng, đất sét (cao lanh).

2. Tính chất của Silic

• Silic là chất rắn, màu xám, khó nóng chảy, có vẻ sáng của kim loại, dẫn điện kém. 
• Tinh thể silic tinh khiết là chất bán dẫn.
• Silic là phi kim hoạt động yếu hơn cacbon, clo.
• Ở nhiệt độ cao, silic phản ứng với oxi:
  PTHH: Si (rắn) + O₂ (khí)  SiO₂ (rắn)

Silic được dùng để chế tạo pin mặt trời và làm vật liệu bán dẫn trong kĩ thuật điện tử…

II. Silic dioxit

Silic dioxit là một oxit axit

- Tác dụng với kiềm và oxit bazơ tạo muối silicat ở nhiệt độ cao.

PTHH:

SiO₂ (r) + 2NaOH (r) Na₂SiO₃ (r) + H₂O (h)

Na₂SiO₃ tên gọi là Natri silicat

SiO₂ (r) + CaO (r)  CaSiO₃ (r) 

CaSiO₃ tên gọi là Canxi silicat

- Không phản ứng với nước.

III. Sơ lược về công nghiệp silicat

1. Sản xuất đồ gốm

Gồm: gạch ngói, gạch chịu lửa và sành, sứ.

a. Nguyên liệu chính: Đất sét, thạch anh, fenpat.

b. Các công đoạn chính: 

• Nhào đất sét, thạch anh và fenpat với nước thành khối dẻo.
• Tạo hình, sấy khô thành các đồ vật.
• Nung trong lò ở nhiệt độ thích hợp.

c. Cơ sở sản xuất: Bát Tràng (Hà Nội), công ty sứ ở Hải Dương,…

Video các công đoạn chính trong sản xuất đồ gốm.

2. Sản xuất xi măng

Thành phần chính của xi măng là canxi silicat và canxi aluminat.

a. Nguyên liệu chính: Đất sét, đá vôi, cát…

b. Các công đoạn chính:

• Nghiền nhỏ hỗn hợp đá vôi, đất sét rồi trộn với cát và nước thành dạng bùn.
• Nung trong lò quay hoặc lò đứng (1400 – 1500oC) thu được clanhke rắn.
• Nghiền clanke nguội và phụ gia thành bột mịn thu được xi măng.

c. Cơ sở sản xuất: Các nhà máy sản xuất ở Hải Dương, Thanh Hóa,...

3. Sản xuất thủy tinh

Thành phần chính của thủy tinh thường gồm:natri silicat (Na₂SiO₃) và canxi silicat (CaSiO₃).

a. Nguyên liệu chính: Cát thạch anh (cát trắng), đá vôi và sôđa (Na₂CO₃).

b. Các công đoạn chính: 

• Trộn hỗn hợp cát, đá vôi, sôđa theo tỉ lệ thích hợp.
• Nung trong lò nung (khoảng 900oC) thành thủy tinh dạng nhão.
• Làm nguội từ từ được thủy tinh dẻo, ép thổi thủy tinh thành các đồ vật.

c. Cơ sở sản xuất: Nhà máy sản xuất ở Hải Phòng, Hà Nội, Bắc Ninh,…

Video các công đoạn chính trong sản xuất thủy tinh.

Lưu ý: Axit flohiđric (HF) hòa tan dễ dàng silic đioxit theo phản ứng sau:

4HF (dd) + SiO₂ (r) → SiF₄ (k) + 2H₂O (l)

Nhờ tính chất này mà HF được dùng để khắc chữ hoặc các họa tiết trên thủy tinh.

4. Bài tập luyện tập về Silic - Công nghiệp Silicat của Trường Nguyễn Khuyến

Câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1: Oxit axit nào sau đây không tác dụng với nước?

A. SiO₂

B. CO₂

C. SO₂

D. P₂O₅

Câu 2: Tên gọi của SiO₂ là

A. Silic

B. Cacbon đioxit.

C. Silic oxit.

D. Silic đioxit.

Câu 3: Silic được dùng để

A. Làm nhiên liệu.

B. Chế tạo pin mặt trời.

C. Làm nước đá khô.

D. Chữa cháy.

Câu 4: Phương trình hóa học nào sau đây viết sai ?

A. Si  +  O₂   SiO₂

B. SiO₂  + 2NaOH  Na₂SiO₃  + H₂O

C. SiO₂ + H₂O → H₂SiO₃

D. SiO₂  + CaO CaSiO₃

Câu 5: Sản xuất nào sau đây không thuộc về công nghiệp silicat?

A. Sản xuất đồ gốm.

B. Sản xuất phân bón.

C. Sản xuất xi măng.

D. Sản xuất thủy tinh.

Bài tập tự luận

Câu 1: Hoàn thành các phương trình hóa học sau (nếu có):
a. Si + O₂   

b. SiO₂ + NaOH (r)  

c. SiO₂ + H₂O →

Câu 2: Tìm chất thích hợp để hoàn thành các phương trình hóa học sau:

Si  +  …   SiO₂

SiO₂  +  …   Na₂SiO₃  +  …

 …  +  CaO  CaSiO₃

Câu 3: Để khắc chữ và hình trên vật liệu thủy tinh người ta dùng dung dịch gì? Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Giáo viên soạn: Cô Ông Thị Tuyết Thanh

Đơn vị: Trường THCS và THPT Nguyễn Khuyến (Bình Dương)