Кремний и его соединения. Решение заданий (тестовая часть) ЕГЭ 2021 по Химии

Задание №1:

Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которым это вещество может взаимодействовать: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА:
А) Si;
Б) SrO;
В) HNO₃;
Г) Ca(HCO₃)₂.

РЕАГЕНТЫ:
1) CuSO₄, O₂, SO₃;
2) O₂, Mg, NaOH;
3) Cu, Ba(OH)₂, MgCO₃;
4) CO₂, ZnO, H₃PO₄;
5) H₃PO₄, HBr, Ca(OH)₂.

Решение:

Первый в списке кремний - это неметалл, который реагирует:
- с O₂ при 500 С;
- с некоторыми активными металлами, образуя силициды (Mg₂Si);
- с щелочами (NaOH).
Ответ 2.
Второе вещество - оксид стронция; это основный оксид щелочно-земельного металла, который проявляет типичные основные свойства, реагируя:
- с кислотными оксидами;
- с амфотерными оксидами и гидроксидами;
- с кислотами.
Ответ 4.
Следующее соединение - азотная кислота (советую повторить эту тему!) проявляет типичные свойства кислот, в данном варианте нам подходит ответ 3.
Последний реагент - гидрокарбонат кальция; это кислая соль, которая может взаимодействовать как с кислотами, так и с щелочами. Предлагаю рассмотреть эти реакции:
Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ = 2CaCO₃↓+ 2H₂O;
3Ca(HCO₃)₂ + 3H₃PO₄ = Ca₃(PO₄)₂ + 6CO₂ + 6H₂O. Ответ 5.

Итоговый результат: 2435.

Задание №2:

Из предложенного перечня выберите все типы химических реакций, к которым нельзя отнести взаимодействие оксида кремния(IV) с карбонатом калия.
1) необратимая;
2) обратимая;
3) обмена;
4) замещения;
5) гомогенная.
Запишите номера выбранных ответов.

Решение:

В первую очередь нужно составить химическую реакцию для последующего анализа; оксид кремния(IV) реагирует с карбонатом калия по принципу замещения кислотного остатка, то есть SiO₂ вытеснит карбонат, и выделится углекислый газ:
SiO₂ + K₂CO₃ = K₂SiO₃ + CO₂↑.
В процессе этой реакции выделяется газ, значит, реакция необратимая, и один остаток заменяется другим, значит, реакция замещения.
В условии сказано: выберите все типы реакции, к которым НЕЛЬЗЯ отнести вышеуказанную реакцию, получаем ответ: 235.

Задание №3:

Установите соответствие между формулой соли и средой ее водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ:
А) KClO₄;
Б) Fe(NO₃)₃;
В) K₂SiO₃;
Г) Rb₂S;

СРЕДА РАСТВОРА:
1) кислая;
2) щелочная;
3) нейтральная.

Решение:

Данное задание считается легким: сравниваем составляющие каждой соли - основания и кислоты и находим среду раствора.
Первая соль - перхлорат калия(KClO₄), образована сильным основанием и сильной кислотой, среда нейтральная.
Второе вещество - нитрат железа(III)(Fe(NO₃)₃), образована слабым основанием и сильной кислотой, среда кислая.
Далее идет силикат калия (K₂SiO₃), образована сильным основанием и слабой кислотой, среда щелочная.
Последнее вещество - сульфид рубидия(Rb₂S), образована сильным основанием и слабой кислотой, среда щелочная.
Ответ: 3122

Задание №4:

Из предложенного перечня выберите две кислоты, которые нельзя получить при растворении оксида в воде.
1) азотная кислота;
2) кремниевая кислота;
3) угольная кислота;
4) фосфорная кислота;
5) плавиковая кислота.

Решение:

В решении этого вопроса требуются знания кислотных оксидов и кислот: азотная кислота, как ты уже знаешь, может образоваться из двух оксидов - NO₂ и N₂O₅, этот вариант не подходит.
Кремниевая кислота(H₂SiO₃) является нерастворимым соединением, соответственно, из оксида кремния ее получить нельзя (можно сделать опыт: так как составляющей почвы является SiO₂, при добавлении к ней воды кислота не образуется), это наш ответ.
Угольная кислота(H₂CO₃) является неустойчивой кислотой, которая быстро распадается при получении на углекислый газ и воду, однако, при ее получении используется соответствующий оксид CO₂, не наш вариант.
Фосфорная кислота(H₃PO₄) может быть получена из оксида фосфора(P₂O₅) путем взаимодействия с водой, ответ не подходит.
Плавиковая кислота (HF) никак не может быть образована из оксида фтора, этот пункт подходит.
Ответ: 25.

Задание №5:

В раствор с веществом X добавили вещество Y. В результате наблюдали выделение бесцветного газа. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) железо;
2) магний;
3) цинк;
4) гидроксид натрия;
5) кремниевая кислота.

Решение:

В условии сказано, что в результате взаимодействия двух веществ выделился бесцветный газ; можно предположить, что этот газ - водород.
Водород легко выделяется в реакциях замещения между кислотами и металлами, которые его вытесняют, однако, здесь нам дана кремниевая кислота, которая не реагирует ни на железо, ни на цинк. В итоге, вспоминаем реакцию между щелочью(NaOH) и цинком(Zn):
Zn + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂↑.
Ответ 43.

Задание №6:

Установите соответствие между реагирующими веществами продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА:
А) SiO₂ и NaOH;
Б) SiO₂ и NaHCO₃;
В) SiO₂ и HF;
Г) SiO₂ и HCl.

ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ:
1) SiH₄ и F₂O;
2) SiF₄ и H₂O;
3) Na₂SiO₃ и H₂O;
4) Na₂SiO₃, CO₂, H₂O;
5) не взаимодействуют;
6) H₂O и SiCl₄.

Решение:

А) Здесь нам даны оксид кремния и щелочь, это простая реакция между кислотным оксидом и основанием:
2NaOH + SiO₂ = Na₂SiO₃ + H₂O, ответ 3.
Б) Оксид кремния и гидрокарбонат натрия - взаимодействие соли с анионом слабой летучей кислоты и кислотного оксида:
2NaHCO₃ + SiO₂ = Na₂SiO₃ + 2CO₂ + H₂O, ответ 4.
В) Оксид кремния и плавиковая кислота - это реакция обмена, в которую относительно легко вступает оксид кремния:
SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O, ответ 2.
Г) Последняя группа веществ - оксид кремния и соляная кислота, здесь очевидный ответ 6:
SiO₂ + 4HCl → SiCl₄ + 2H₂O.
Итоговый результат: 3426.

Задание №7:

Из предложенного перечня выберите два ряда веществ, с каждым из которых взаимодействует оксид кальция.

1) цинк, соляная кислота, оксид серы;
2) кислород, вода, серная кислота;
3) серная кислота, углекислый газ, вода;
4) оксид бария, оксид фосфора(V), аммиак;
5) азотная кислота, оксид фосфора(V), оксид кремния(IV).

Решение:

Оксид кальция, CaO (негашеная известь) - это основный оксид, который легко вступает в реакцию с водой, с кислотными и амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами, кислотами.
Из условия мы должны выбрать два перечня, с каждым из которых может реагировать CaO:
- цинк, соляная кислота, оксид серы - с цинком нет реакции, вариант ответа не подходит;
- кислород, вода, серная кислота - с кислородом оксид кальция не реагирует, вариант не подходит;
- серная кислота, углекислый газ, вода - все реагенты подходят;
- оксид бария, оксид фосфора(V), аммиак - с оксидом бария и аммиаком не реагирует, не подходит;
- азотная кислота, оксид фосфора(V), оксид кремния(IV) - все вещества подходят.
Ответ: 35

Задание №8

Из предложенного перечня выберите два вещества, которые не взаимодействуют с кремнием.

1) гидроксид натрия;
2) магний;
3) серная кислота;
4) плавиковая кислота;
5) водород.

Решение:

Кремний - это неметалл, который в обычных условиях является малоактивным элементом, и не с каждым веществом вступает в реакцию. Однако, есть типичные реагенты, которые могут являться индикатором для нахождения ответа на данный вопрос.
В частности, это гидроксид натрия и плавиковая кислота, реакции которых надо знать наизусть:
Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + H₂;
Si + 6HF = H₂[SiF₆] + 2H₂.
А также кремний взаимодействует с металлами, например с магнием с образованием силицида магния:
Si + 2Mg = Mg₂Si.
Вернемся к заданию: нам нужно найти два вещества, которые НЕ взаимодействуют с кремнием, получается это серная кислота и водород.

Ответ: 35

На сегодня все!