Тема 8

Элементы 14 группы: углерод и кремний

Что проверяют по спецификации:

Аллотропия углеродаОксиды углерода, угольная кислота, карбонатыКремний и его соединенияСиликатная промышленность

Суть за минуту

Углерод образует аллотропные модификации — алмаз, графит, карбин, фуллерены — и два оксида: ядовитый несолеобразующий CO и кислотный CO2. Соли угольной кислоты — карбонаты и гидрокарбонаты. Кремний — второй по распространённости элемент земной коры; его оксид SiO2 — основа песка, стекла и керамики.

Главные формулы

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
Помутнение известковой воды — качественная реакция на CO2
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
Качественная реакция на карбонаты
SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
Кислотный оксид кремния со щёлочью

Понятия и термины

Аллотропия
Существование элемента в виде нескольких простых веществ
CO
Угарный газ, несолеобразующий, ядовит, восстановитель в металлургии
Жидкое стекло
Раствор Na2SiO3 или K2SiO3
Стекло
Сплав песка, соды и известняка: Na2O·CaO·6SiO2

Разбор темы

Углерод и его соединения

Алмаз — атомная решётка, самое твёрдое вещество. Графит — слоистый, мягкий, проводит ток.

CO2 — кислотный оксид; в воде образует слабую неустойчивую H2CO3.

Карбонаты разлагаются при нагревании (кроме карбонатов щелочных металлов): CaCO3 → CaO + CO2.

Кремний

В природе только в соединениях: кремнезём SiO2, силикаты, алюмосиликаты.

Кремниевая кислота H2SiO3 нерастворима, выпадает в виде геля.

Силикатная промышленность: стекло, цемент, керамика.

Примеры задач с решением

Задача 1Через избыток известковой воды пропустили 4,48 л CO2 (н. у.). Найдите массу осадка.
  1. n(CO2) = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль.
  2. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O: n(CaCO3) = 0,2 моль.
  3. m = 0,2 · 100 = 20 г.
Ответ 20 г CaCO3
Задача 2Найдите массовую долю углерода в карбонате кальция.
  1. M(CaCO3) = 40 + 12 + 48 = 100 г/моль.
  2. ω(C) = 12 / 100 · 100% = 12%.
Ответ 12%

Частые ловушки на ЕНТ

  • CO несолеобразующий, CO2 — кислотный.
  • При избытке CO2 осадок CaCO3 растворяется: образуется Ca(HCO3)2.
  • SiO2 не реагирует с водой, но реагирует с плавиковой кислотой HF.

Запомнить

Известковая вода мутнеет — значит, CO2.

Проверь себя

1. Какой оксид несолеобразующий?
  1. CO2
  2. CO
  3. SiO2
  4. SO2
Показать ответ

CO Угарный газ не образует солей.

2. Какой реагент — качественный на CO2?
  1. AgNO3
  2. Известковая вода
  3. BaCl2
  4. Фенолфталеин
Показать ответ

Известковая вода Образуется белый осадок CaCO3.

3. Какое вещество — аллотропная модификация углерода?
  1. Кварц
  2. Графит
  3. Озон
  4. Карборунд
Показать ответ

Графит Графит, алмаз, карбин, фуллерен.

Связанные темы

7. Элементы 1, 2 и 3 групп9. Элементы 15 группы: азот и фосфор17. Полимеры, новые материалы, нефть

Узнай свой уровень: бесплатная диагностика ЕНТ