1.Осуществите превращения: SiO2 → Si → Mg2Si → SiH4 → SiO2 → K2SiO3 а) охарактеризуйте реакцию 1 в соответствии...

Конечно, давайте рассмотрим предложенные превращения и охарактеризуем реакции.

1. SiO2 → Si

   Это превращение представляет собой восстановление диоксида кремния до элементарного кремния. Обычно такая реакция проводится при высокой температуре и в присутствии восстановителя, например, магния:

   [ \text{SiO}_2 + 2\text{Mg} \rightarrow \text{Si} + 2\text{MgO} ]

   Характеристика реакции:

   • По типу химической реакции: это реакция восстановления, так как происходит восстановление кремния из его оксида.
   • По тепловому эффекту: реакция является экзотермической, поскольку выделяется тепло.
   • По агрегатному состоянию веществ: реагируют твёрдые вещества (SiO2 и Mg) и образуются твёрдые продукты (Si и MgO).

2. Si → Mg2Si

   Кремний реагирует с магнием при нагревании с образованием силицида магния:

   [ 2\text{Mg} + \text{Si} \rightarrow \text{Mg}_2\text{Si} ]

3. Mg2Si → SiH4

   Силицид магния реагирует с кислотой (например, соляной кислотой) или водой, образуя силан (SiH4):

   [ \text{Mg}_2\text{Si} + 4\text{HCl} \rightarrow \text{SiH}_4 + 2\text{MgCl}_2 ]

4. SiH4 → SiO2

   При окислении силана на воздухе образуется диоксид кремния и вода. Расставим коэффициенты методом электронного баланса:

   [ \text{SiH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]

   Метод электронного баланса:

   • Кремний в SiH4 имеет степень окисления -4, в SiO2 – +4. Изменение: +8 электронов.
   • Водород в SiH4 имеет степень окисления +1, в H2O – +1. Изменение: 0 электронов.
   • Кислород в O2 имеет степень окисления 0, в H2O и SiO2 – -2. Изменение: -8 электронов.

   Уравнение баланса:

   [ 8e^- + \text{SiH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]

   Коэффициенты уже расставлены: всё соответствует закону сохранения заряда и массы.

5. SiO2 → K2SiO3

   Диоксид кремния реагирует с карбонатом калия при плавлении, образуя силикат калия:

   [ \text{SiO}_2 + \text{K}_2\text{CO}_3 \rightarrow \text{K}_2\text{SiO}_3 + \text{CO}_2 ]

Таким образом, мы рассмотрели все превращения и охарактеризовали каждую реакцию.

а)

1. Реакция SiO2 → Si - это реакция декомпозиции, так как происходит разложение одного вещества на более простые компоненты.
2. Реакция Si → Mg2Si - это реакция синтеза, так как происходит образование более сложного вещества из более простых компонентов.
3. Реакция Mg2Si → SiH4 - можно также рассматривать как реакцию синтеза, так как образуется более сложное вещество.
4. Реакция SiH4 → SiO2 - это реакция окисления, так как SiH4 окисляется до образования SiO2.
5. Реакция SiO2 → K2SiO3 - это также реакция синтеза, так как образуется более сложное вещество.

б) Для балансировки реакции 4 (SiH4 → SiO2) методом электронного баланса необходимо учитывать изменение валентности элементов. SiH4 → SiO2 Si: +4 → +4 H: -1 → 0 O: 0 → -2

Таким образом, для балансировки реакции необходимо добавить коэффициенты перед SiH4 и SiO2: 3SiH4 → SiO2