Question

已知SiO₂、SO₂和CO₂都是酸性氧化物，化學性質具有一定的相似性；Mg和Na的化學性質也具有一定相似性。

Ⅰ.用如圖所示裝置進行Mg與SO₂反應的實驗。

(1)選擇制取SO₂的合適試劑_________________。

①10%的H₂SO₄溶液  ②80%的H₂SO₄溶液  ③Na₂SO₃固體  ④CaSO₃固體

(2)寫出裝置B中發生的主要反應的化學方程式__________________________ 。裝置C中NaOH溶液的作用是__________________。

(3)你認為該裝置是否有不足之處？__________。如果有，請一一說明__________________。

Ⅱ.某研究小組進行了“實驗室制Si”的研究，他們以課本為基礎，查閱資料得到以下可供參考的信息：

①工業上在高溫時用C還原SiO₂可制得Si。

②Mg在點燃的條件下即可與SiO₂反應。

③金屬硅化物與稀H₂SO₄反應生成硫酸鹽與SiH₄

④Si和SiO₂均不與稀H₂SO₄反應。

⑤SiH₄在空氣中自燃。

他們在研究報告中記載著：“……選用合適的物質在適宜的條件下充分反應；再用足量稀硫酸溶解固體產物；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量……在用稀硫酸溶解固體產物時，發現有爆鳴聲和火花，其產率也只有預期值的63%左右”。

(4)該小組“實驗室制Si”的化學方程式是___________________________。

(5)你估計“用稀硫酸溶解固體產物時，發現有爆鳴聲和火花”的原因是___________________。

Answer 1

(1)②③

(2)SO₂+2Mg2MgO+S  吸收多余的SO₂，防止污染環境

(3)有  在A和B之間缺少干燥裝置和C裝置沒有與大氣相通

(4)2Mg+SiO₂2MgO+Si

(5)金屬鎂與生成的硅繼續反應得到硅化鎂，硅化鎂與硫酸反應生成的SiH₄可自燃。或用化學方程式說明：

2Mg+Si==Mg₂Si

Mg₂Si+2H₂SO₄==2MgSO₄+SiH₄↑

SiH₄+2O₂==SiO₂+2H₂O

解析：本題考查對比分析能力、信息接受能力和知識遷移能力。

    由于SO₂氣體是易溶于水的氣體，所以選擇②80%的H₂SO₄溶液，又由于CaSO₄固體微溶，容易在CaSO₃固體表面形成一層薄膜阻止反應的進行，所以選用③Na₂SO₃固體，保證反應均勻進行。由裝置圖可知，進入硬質大試管的為純凈干燥的氣體，所以在A和B之間缺少干燥裝置，并且C裝置沒有與大氣相通,C內壓強增大，會使NaOH容易進入B裝置，造成炸裂等危險。SO₂和CO₂化學性質具有一定的相似性，所以金屬M g在SO₂中的燃燒類似于在CO₂中的燃燒：SO₂+2Mg2MgO+S。

    根據研究報告中記載和所參考信息，可知Ⅱ組同學是利用2Mg+SiO₂2MgO+Si進行反應，由于金屬鎂與生成的硅繼續反應得到硅化鎂，硅化鎂與硫酸反應生成的SiH₄可自燃，所以發現有爆鳴聲和火花。