Chuyên đề 7: Lý thuyết và các dạng bài tập trọng tâm về phi kim - Bài 10: Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất

 Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất 
 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - 
I. Silic 
1. Tính chất vật lí 
Silic có các dạng thù hình: Silic tinh thể và silic vô định hình. 
Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim, nóng chảy ở 14200C. Silic tinh thể có 
tính bán dẫn, ở nhiệt độ thường độ dẫn điện thấp nhưng khi tăng nhiệt độ thì độ dẫn điện tăng lên. 
Silic vô định hình là chất bột màu trắng. 
2. Tính chất hóa học 
Cũng giống như cacbon, silic có các số oxi hóa -4,0,+2,+4; số oxi hóa +2 ít đặc trưng đối với silic. 
Silic vô định hình có khả năng phản ứng cao hơn silic tinh thể. 
a. Tính khử 
Tác dụng với phi kim: Silic tác dụng với flo ở nhiệt độ thường, còn khi đun nóng có thể tác dụng với phi 
kim khác: 
0 4
2 4Si + 2F Si F

 (silic tetraflorua). 
0 4
0t
2 2Si + 2O SiO

 (silic đioxit). 
Tác dụng với hợp chất: Silic tác dụng tương đối mạnh với dung dịch kiềm, giải phóng hiđro: 
0 4
2 2 3 2Si + 2NaOH + H O Na SiO + 2H

  
b. Tính oxi hóa 
Ở nhiệt độ cao, silic tác dụng với các kim loại như Ca, Mg, Fe,  tạo thành hợp chất silixua kim loại: 
0 4
0t
2Si + 2Mg Mg Si

 (magie silixua). 
3. Trạng thái tự nhiên 
Silic là nguyên tố phổ biến thứ 2 sau oxi, chiếm gần 29,5% khối lượng vỏ trái đất. Trong tự nhiên chỉ gặp 
silic dưới dạng các hợp chất, chủ yếu là cát SiO2, các khoáng vật silicat và aluminosilicat như : cao lanh 
Al2O3.2SiO2.2H2O; xecpentin 3MgO.2SiO2.2H2O; fenspat Na2O.Al2O3.6SiO2, .... Silic còn có trong cơ thể 
động vật, thực vật với lượng nhỏ và có vai trò đáng kể trong họat động sống của thế giới hữu sinh. 
4. Ứng dụng và điều chế 
Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn được dùng trong kỹ thuật vô tuyến và điện tử. Pin mặt trời chế tạo từ 
silic có khả năng chuyển năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng, cung cấp cho các thiết bị trên tàu 
vũ trụ. 
Trong luyện kim, hợp kim ferosilic được dùng để chế tạo thép chịu nhiệt. 
Trong phòng thí nghiệm, silic được điều chế bằng cách đốt cháy một hỗn hợp gồm bột magie và cát 
nghiền mịn: 
0t
2SiO + 2Mg Si + 2MgO 
Trong công nghiệp, silic đựơc sản xuất bằng cách dùng than cốc khử silic đioxit trong lò điện ở nhiệt độ 
cao: 
0t
2SiO + 2C Si + 2CO 
II. Hợp chất của silic 
1. Silic đioxit 
Silic đioxit SiO2 là chất ở dạng tinh thể, nóng chảy ở 1713
0C không tan trong nước. Trong tự nhiên, SiO2 
tinh thể chủ yếu ở dạng khoáng vật thạch anh. Thạch anh chủ yếu tồn tại ở dạng tinh thể lớn, không màu, 
LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ SILIC VÀ HỢP CHẤT 
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) 
Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC 
Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất” thuộc Khóa 
học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần 
“Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất”, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này. 
 Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất 
 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - 
trong suốt. Cát là SiO2có chứa nhiều tạp chất. 
Silic đioxit là oxit axit, tan chậm trong dung dịch kiềm đặc nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy hoặc 
cacbonat kim loại kiềm nóng chảy, tạo thành silicat: 
0
0
t
2 2 3 2
t
2 2 3 2 3 2
SiO + 2NaOH Na SiO + H O
SiO + 2Na CO Na SiO + CO


Silic đioxit tan trong axit flohiđric: 
2 4 2SiO + 4HF SiF + 2H O 
Dựa vào phản ứng này người ta dùng dung dịch HF để khắc chữ và hình trên thủy tinh. 
2. Axit silixic và muối silicat 
a. Axit silixic 
Axit silixic H2SiO3 là chất ở dạng keo, không tan trong nước, khi đun nóng dễ mất nước: 
0t
2 3 2 2H SiO SiO + H O 
Khi sấy khô, Axit silixic mất một phần nước, tạo thành một vật liệu xốp là silicagen. Silicagen đươc dùng 
để hút ẩm và hấp thụ nhiều chất. 
Axit silixic là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic nên dễ bị khí CO2 đẩy ra khỏi dung dịch muối của nó: 
2 3 2 2 2 3 2 3Na SiO + CO + H O H SiO + Na CO 
b. Muối silicat 
Axit silixic dễ tan trong dung dịch kiềm, tạo thành muối silicat. Chỉ có silicat kim loại kiềm tan được 
trong nước. Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3 và K2SiO3 được gọi là thủy tinh lỏng. Vải hoặc gỗ tẩm thủy 
tinh lỏng sẽ khó bị cháy. Thủy tinh lỏng còn được dùng để chế tạo keo dán thủy tinh và sứ. 
Ở trong dung dịch, silicat kim loại kiềm bị phân hủy mạnh tạo ra môi trường kiềm: 
2 3 2 2 3Na SiO + 2H O 2NaOH + H SiO 
III. Công nghiệp silicat 
1. Thủy tinh 
a. Thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh 
Thủy tinh thông thường được dùng làm cửa kính, chai lọ,...là hỗn hợp của natri silicat, canxi silicat và silic 
đioxit, có thành phần gần đúng viết dưới dạng các oxit là Na2O.CaO.6SiO2. Thủy tinh loại này được sản 
xuất bằng cách nấu chảy một hỗn hợp gồm cát trắng, đá vôi và sođa ở 14000C: 
0t
2 3 2 3 2 2 26SiO + CaCO + Na CO Na O.CaO.6SiO + 2CO 
Thủy tinh không có cấu trúc tinh thể mà là chất vô định hình, nên không có nhiệt độ nóng chảy xác định. 
Khi đun nóng nó mềm dần rồi mới chảy, do đó có thể tạo ra những đồ vật và dụng cụ có hình dạng như ý 
muốn. 
b. Một số loại thủy tinh 
Ngoài loại thủy tinh thông thường nêu trên còn có một số loại thủy tinh khác với thành phần hóa học và 
công dụng khác nhau. 
- Khi nấu thủy tinh, nếu thay Na2CO3 bằng K2CO3 thì được thủy tinh kali có nhiệt độ hóa mềm và nhiệt độ 
nóng chảy cao hơn. Thủy tinh kali được dùng làm dụng cụ thí nghiệm, lăng kính, thấu kính..... 
- Thủy tinh chứa nhiều chì oxit dễ nóng chảy và trong suốt gọi là thủy tinh pha lê 
- Thủy tinh thạch anh được sản xuất bằng cách nấu chảy silic đioxit tinh khiết. Loại thủy tinh này có nhiệt 
độ hóa mềm cao, có hệ số nở nhiệt rất nhỏ nên không bị nứt khi nóng lạnh đột ngột. 
- Khi cho thêm oxit của một số kim loại, thủy tinh sẽ có màu khác nhau, do tạo nên các silicat có màu. Thí 
dụ: crom III oxit Cr2O3 cho thủy tinh màu lục, coban oxit CoO cho thủy tinh màu xanh nước biển. 
2. Đồ gốm 
Đồ gồm là vật liệu được chế tạo chủ yếu từ đất sét và cao lanh. Tùy theo công dụng người ta phân biệt 
gốm xây dựng, vật liệu chịu lửa, gốm kĩ thuật, và gốm dân dụng. 
a. Gạch và ngói 
Gạch và ngói thuộc loại gốm xây dựng. Phối liệu để sản xuất chúng gồm đất sét loại thường và một ít cát 
được nhào với nước thành khối dẻo, sau đó tạo hình sấy khô và nung ở 900 – 10000C sẽ được gạch và 
ngói. Sau khi nung, chúng thương có màu đỏ gây nên bởi sắt oxit ở trong đất sét. 
b. Gạch chịu lửa 
 Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất 
 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - 
Gạch chịu lửa thường được dùng để lót lò cao, lò luyện thép, lò thủy tinh...Có 2 loại là: gạch đinat và gạch 
samôt. Phối liệu để chế tạo gạch đinat gồm 93-96% SiO2, 4-7% CaO và đất sét; nhiệt độ nung khoảng 
1300 – 14000C. Gạch đinat chịu được nhiệt độ khoảng 1690 – 17200C. 
Phối liệu để chế tạo gạch samôt gồm bột samôt chộn với đất sét và nước. Sau khi đóng khuôn và sấy khô, 
vật liệu được nung ở 1300 – 14000C. Bột samôt là đất sét được nung ở nhiệt độ rất cao rồi nghiền nhỏ. 
c. Sành, sứ và men 
- Đất sét sau khi đun nóng ở nhiệt độ 1200 – 13000C thì biến thành sành. Sành là vật liệu cứng, gõ kêu, có 
màu nâu hoặc xám. Để có độ bóng và lớp bảo vệ không thấm nước, người ta tạo một lớp men mỏng ở mặt 
ngoài của đồ sành. 
- Sứ là vật liệu cứng, xốp có màu trắng, gõ kêu. Phối liệu để sản xuất sứ gồm cao lanh, fenspat, thạch anh 
và một số oxit kim loại. Đồ sứ được nung hai lần, lần đầu ở 10000C, sau đó tráng men và trang trí rồi nung 
lần 2 ở 1400 – 15000C. Sứ có nhiều loại: sứ dân dụng, sứ kĩ thuật. Sứ kĩ thuật được dùng để chế tạo các 
vật liệu cách điện, tụ điện, buzi đánh lửa, các dụng cụ thí nghiệm. 
- Men có thành phần chính giống sứ, nhưng dễ nóng chảy hơn. Men được phủ lên bề mặt sản phẩm, sau đó 
nung ở nhiệt độ thích hợp biến thành một lớp thủy tinh che kín bề mặt sản phẩm. 
Làng gốm sứ Bát Tràng, các nhà máy sứ Hải Dương, Đồng Nai,.. là những cơ sở sản xuất đồ gốm sứ nổi 
tiếng. 
3. Xi măng 
a. Thành phần hóa học và phưong pháp sản xuất 
- Xi măng thuộc loại vật liệu dính, được dùng trong xây dựng. Quan trọng và thông dụng nhất là xi măng 
Pooclăng. Đó là chất bột min, màu lục xám, thành phần chính gồm canxi silicat và canxi aluminat: 
Ca3SiO5 hoặc 3CaO.SiO2, Ca2SiO4 hoặc 2CaO.SiO2, Ca3(AlO3)2 hoặc 3CaO.Al2O3. 
- Xi măng Pooclăng được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét có nhiều SiO2 và một ít 
quặng sắt bằng phương pháp khô hoặc phương pháp ướt, rồi nung hỗn hợp trong lò quay hoặc lò đứng ở 
1400 – 16000C. Sau khi nung, thu được một hỗn hợp màu xám gọi là clanhke. Để nguội rồi nghiền 
clanhke với một số chất phụ gia thành bột mịn, sẽ được xi măng. 
b. Quá trình đông cứng xi măng 
Trong xây dựng, xi măng được trộn với nước thành khối nhão, sau vài giờ sẽ bắt đầu đông cứng. Quá trình 
đông cứng của xi măng chủ yếu dựa vào sự kết hợp của các hợp chất có trong xi măng với nước, tạo nên 
những tinh thể hiđrat đan xen vào với nhau thành khối cứng và bền. 
2 2 2 4 2 2
2 2 2 4 2
2 3 2 3 3 2 2
3CaO.SiO + 5H O Ca SiO .4H O + Ca(OH)
2CaO.SiO + 4H O Ca SiO .4H O
3CaO.Al O + 6H O Ca (AlO ) .6H O



Hiện nay người ta còn sản xuất các loại xi măng có những tính năng khác nhau: xi măng chịu axit, xi 
măng chịu nước biển... 
Ở nước ta có nhiều nhà máy xi măng lớn như nhà máy xi măng Hải Phòng, Hoàng Thạch, Bỉm Sơn, 
Chinfon, Hoàng Mai, Hà Tiên... 
Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc 
 Nguồn: Hocmai.vn