2. Кремний
2.1 Получение и свойства кремния
Получение аморфного кремния. (Опыт проводить под тягой!)
Смешать 1 г сухого тонкоизмельченного в чугунной ступке кварцевого песка с
1,5 г порошкообразного магния. Смесь высыпать в пробирку, закрепленную в лапке штатива над листом железа или асбеста. Прогреть пробирку сначала по всей длине, а затем сильно накалить ее дно. Что наблюдается?
Разбив пробирку, перенести продукт прокаливания небольшими порциями в стакан с 20 мл 24%-го раствора хлороводородной кислоты. Какой газ выделяется при этом? Чем объясняются наблюдаемые вспышки? Написать уравнения реакций. Отфильтровать кремний, собравшийся на дне стакана.
Свойства кремния. Небольшое количество полученного кремния обработать в пробирке 20%-м раствором гидроксида натрия. Что происходит? Написать уравнение реакции. Испытать отношение кремния к кислотам. Оставшийся препарат сохранить для последующих опытов.
2.2 Соединения кремния
2.2.1 Кислородные соединения кремния
Гидролиз силиката натрия. Растворить в горячей воде несколько кристаллов силиката натрия и в случае необходимости профильтровать раствор. Испытать действие раствора на фенолфталеин. Объяснить изменение окраски индикатора.
Разлить раствор в 3 пробирки. В первую пробирку прилить разбавленную хлороводородную кислоту. Что происходит? Написать уравнение гидролиза силиката натрия. Во вторую пробирку добавить немного сухого хлорида аммония. Содержимое пробирки хорошо перемешать. Каков состав выпавшего осадка? Написать уравнение реакции. Через раствор в третьей пробирке пропустить ток диоксида углерода. Что наблюдается? Написать уравнение реакции.
Получение "неорганического сада". Для этого прилить в стакан 30-50 мл раствора "жидкого" стекла и поместить в раствор кристаллы солей кобальта, железа (II), алюминия, никеля и кальция. Что наблюдается?
Гидролиз стекла. Нагреть часть стеклянной трубки до размягчения и быстро опустить конец в стакан с водой. Слить воду, перенести мелкие осколки стекла в фарфоровую ступку и растереть их в порошок. Прилить 2-3 капли раствора фенолфталеина. Объяснить появление окраски.
Как получается стекло в промышленности? Какие существуют сорта стекла? Каково агрегатное состояние стекла? Какой состав имеет техническое растворимое стекло?
Гидрогель кремниевой кислоты. Налить в пробирку 5 мл концентрированного раствора растворимого стекла, быстро прилить к нему 3 мл 24 % -го раствора хлороводородной кислоты и перемешать стеклянной палочкой. Что наблюдается? Написать уравнение реакции. Как объяснить образование геля?
Гидрозоль кремниевой кислоты. К 6 мл 30%-го раствора хлороводородной кислоты прилить 1 мл растворимого стекла. Почему в данном случае не происходит образования геля? Проходит ли полученный кислый раствор через фильтр? Нагреть раствор почти до кипения, а затем охладить. Что происходит? Как можно отделить золь кремниевой кислоты от электролитов, находящихся в растворе?
2.2.2 Кремнефтороводородная кислота
Получение кремнефтороводородной кислоты. Собрать прибор (рис.2). Смешать
2 г сухого кварцевого песка с 2 г фторида кальция. Перенести смесь в колбу Вюрца и добавить 15 мл 96%-го раствора серной кислоты. Закрыть колбу пробкой. Воронка должна касаться поверхности воды в стакане. Нагреть колбу. Что при этом наблюдается? Какой газ выделяется из-под воронки? Какое вещество выпадает в осадок? Что находится в растворе? Написать уравнения реакций. Раствор сохранить.
Рис. 2. Прибор для получения кремнефторовородной кислоты
Свойства кремнефтороводородной кислоты.
1.Испытать действие раствора кремнефтороводородной кислоты на различные индикаторы. Изучить взаимодействие данного раствора с металлами: цинком и магнием.
2. К растворам хлоридов калия и кальция, налитым в 2 пробирки, прилить понемногу раствора кремнефтороводородной кислоты и раствора ацетата натрия. Что наблюдается? Написать уравнения реакций.