Question

【題目】工業(yè)上通常利用SiO2 和碳反應來制取硅，寫出反應的化學方程式___________________。

工業(yè)上還可以利用鎂制取硅，反應為2Mg+SiO2 = 2MgO+Si，同時會發(fā)生副反應：2Mg + Si = Mg2Si。如圖是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置，試回答下列問題：

（1）由于O2和H2O（g）的存在對該實驗有較大影響，實驗中應通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用________(填序號)。

a．石灰石　　　b．鋅粒　　　c．純堿

（2）實驗開始時，必須先通一段時間X氣體，再加熱反應物，其理由是 ___________________________；當反應引發(fā)后，移走酒精燈，反應能繼續(xù)進行，其原因是______________________。

（3）反應結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4（硅烷）氣體，然后SiH4自燃．用化學方程式表示這兩個反應①________________________②___________________．

Answer 1

【答案】SiO2 + 2C Si + 2CO↑b防止加熱條件下H2與空氣混合爆炸Mg與SiO2的反應是放熱反應Mg2Si＋4HCl= 2MgCl2＋SiH4↑SiH4＋2O2 = SiO2↓＋2H2O

【解析】

試題分析：碳和二氧化硅反應生成硅和CO，據(jù)此書寫方程式；

Mg為活潑金屬，在空氣中點燃可以和O2、CO2、H2O反應，在工業(yè)中利用鎂制取硅：需排盡裝置中的空氣，實驗中應通入氣體X作為保護氣，X由稀硫酸制得，根據(jù)題干（1）信息可知，用鋅和稀硫酸制得的氫氣排空裝置中的空氣，氫氣和空氣的混合氣體燃燒會發(fā)生爆炸，所以反應開始前應該先通氫氣排盡裝置中的空氣，X為氫氣，通過濃硫酸進行干燥，據(jù)此分析解答。

解析：碳和二氧化硅在高溫下反應生成硅和CO，反應的化學方程式為SiO2 + 2C Si + 2CO↑。

（1）Mg可以與CO2、N2發(fā)生化學反應，Mg與氫氣不能發(fā)生反應，因此可用氫氣作為保護氣；選用的藥品為稀硫酸和鋅粒，再用濃硫酸干燥，答案選b；

（2）裝置中有空氣，若不用氫氣排空裝置中的空氣，氫氣和空氣的混合氣體燃燒會發(fā)生爆炸，所以反應開始前應該先通氫氣排盡裝置中的空氣；Mg與SiO2反應的條件是加熱，當反應引發(fā)后，移走酒精燈，反應能繼續(xù)進行，這說明Mg與SiO2的反應是放熱反應；

（3）Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4（硅烷），其反應的方程式為：Mg2Si＋4HCl＝2MgCl2＋SiH4↑，SiH4常溫下是一種不穩(wěn)定、易自燃的氣體，反應的方程式為SiH4＋2O2 ＝SiO2↓＋2H2O，所以往反應后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星。