Question

【題目】已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性；Mg和Na的化學(xué)性質(zhì)也具有一定相似性． I、用如圖所示裝置進(jìn)行Mg與SO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)．

（1）選擇制取SO2的合適試劑 ①10%的H2SO4溶液 ②70%的H2SO4溶液
③Na2SO3固體 ④CaSO3固體
（2）寫出裝置B中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式 ． 裝置C中NaOH溶液的作用是 ．
（3）該裝置仍有不足之處，請說明 ． Ⅱ、某研究小組進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)室制Si”的研究，它們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到以下可供參考的四條信息：
①M(fèi)g在加熱的條件下即可與SiO2反應(yīng)
②金屬硅化物與稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4
③Si和SiO2均不與稀H2SO4反應(yīng)
④SiH4在空氣中自燃
他們在研究報(bào)告中記載著“…選用合適的物質(zhì)在適宜的條件下充分反應(yīng)；再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量…在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右”．
（4）該小組“實(shí)驗(yàn)室制Si”的化學(xué)方程式是 ．
（5）你估計(jì)“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是（用化學(xué)方程式說明）： ．

Answer 1

【答案】
（1）②③
（2）2Mg+SO2 2MgO+S；吸收多余的SO2 ， 防止污染環(huán)境
（3）在A和B之間缺少干燥裝置；C裝置沒有與大氣相通；未設(shè)計(jì)一個(gè)防倒吸裝置
（4）2Mg+SiO2 2MgO+Si
（5）2Mg+Si=Mg2Si、Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑、SiH4+2O2=SiO2+2H2O
【解析】解：I、（1）制取SO2應(yīng)用濃H2SO4和亞硫酸鹽，選項(xiàng)中不可選用CaSO3 ， 因?yàn)榉磻?yīng)生成的CaSO4微溶于水，會(huì)附在固體表面，阻礙反應(yīng)進(jìn)行，二氧化硫是易溶于水的氣體，所以選用較濃的硫酸， 所以答案是：②③；（2）Mg具有還原性，SO2具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為2Mg+SO2 2MgO+S，二氧化硫可與堿反應(yīng)，易防止污染空氣，
所以答案是：2Mg+SO2 2MgO+S；吸收多余的SO2 ， 防止污染環(huán)境；（3）該裝置中：①A中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B與Mg反應(yīng)，在A、B中間應(yīng)加干燥裝置；②尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，且無防倒吸裝置，
所以答案是：在A和B之間缺少干燥裝置；C裝置沒有與大氣相通；未設(shè)計(jì)一個(gè)防倒吸裝置；
Ⅱ、（4）Mg在點(diǎn)燃的條件下即可與SiO2反應(yīng)，由題給信息可知類似于鎂和二氧化碳的反應(yīng)，可生成單質(zhì)硅和氧化鎂，反應(yīng)的方程式為2Mg+SiO2 2MgO+Si，
所以答案是：2Mg+SiO2 2MgO+Si；（5）發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，說明生成氣體，應(yīng)為SiH4 ， 原因是發(fā)生2Mg+Si Mg2Si，Mg2Si+2H2SO4═2MgSO4+SiH4↑，SiH4+2O2═SiO2+2H2O，金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH4可自燃，
所以答案是：2Mg+Si=Mg2Si、Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑、SiH4+2O2=SiO2+2H2O．