Question

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   ②80%的H₂SO₄溶液   ③Na₂SO₃固體  ④CaSO₃固體
（2）寫(xiě)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）你認(rèn)為該裝置是否有不足之處？

 

．如果有，請(qǐng)一一說(shuō)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信息：
①工業(yè)上在高溫時(shí)用C還原SiO₂可制得Si
②Mg在點(diǎn)燃的條件下即可與SiO₂反應(yīng)
③金屬硅化物與稀H₂SO₄反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH₄
④Si和SiO₂均不與稀H₂SO₄反應(yīng)
⑤SiH₄在空氣中自然
他們?cè)谘芯繄?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(guò)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”．
（1）該小組“實(shí)驗(yàn)室制Si”的化學(xué)方程式是

 

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（2）請(qǐng)簡(jiǎn)要文字和化學(xué)方程式說(shuō)明的出現(xiàn)爆鳴聲和火花的原因：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：Ⅰ（1）制取SO₂應(yīng)用濃H₂SO₄和亞硫酸鹽；
（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)；
（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；②Mg能與SiO₂反應(yīng)，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO₂；③尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，且無(wú)防倒吸裝置；
Ⅱ（1）類似于鎂和二氧化碳的反應(yīng)，可生成單質(zhì)硅和氧化鎂；
（2）發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，說(shuō)明生成氣體，應(yīng)為SiH₄．

解答： 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，故答案為：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，
故答案為：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；②Mg能與SiO₂反應(yīng)，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO₂；③尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，且無(wú)防倒吸裝置，
故答案為：有；在A和B之間沒(méi)有連接一個(gè)干燥裝置；C裝置未與大氣相通；在鎂下方未墊一個(gè)不銹鋼片，鎂與玻璃管反應(yīng)；未設(shè)計(jì)一個(gè)防倒吸裝置；
Ⅱ（1）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，
故答案為：2Mg+SiO₂

△   .

2MgO+Si；
（2）發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，說(shuō)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，
故答案為：金屬鎂過(guò)量，過(guò)量的Mg與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)得到Mg₂Si，Mg₂Si遇硫酸生成可自燃SiH₄．化學(xué)方程式：2Mg+Si=Mg₂Si、Mg₂Si+2H₂SO₄=2MgSO₄+SiH₄↑、SiH₄+2O₂=SiO₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題以鎂和二氧化硅的反應(yīng)為載體綜合考查學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑸楦呖汲Ｒ?jiàn)題型，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)原理，把握實(shí)驗(yàn)的基本操作方法，難度不大．