20.鎂是一種很活潑的金屬,常用作脫硫劑、脫氧劑.在電子工業(yè)中利用鎂與二氧化硅反應(yīng)制取硅.
(1)甲圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置.

Ⅰ.由于O2的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有較大影響,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入X氣體作為保護(hù)氣.X氣體應(yīng)選用①CO2、②N2、③H2中的③(填物質(zhì)的化學(xué)式).
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)必須先通氣體X,再接通電源加熱反物.其理由是趕盡空氣,防止加熱條件下H2與空氣混合爆炸;當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后,切斷電源,反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行,其原因是Mg與SiO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng).
(2)乙圖所示裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)如下:先關(guān)閉K,使A中反應(yīng)進(jìn)行,加熱玻璃管C,可觀察到C管中發(fā)出耀眼白光,產(chǎn)生白煙,管壁上附著有淡黃色物質(zhì).實(shí)驗(yàn)完成后將C管中固體全部加入鹽酸中,有臭雞蛋氣味的氣體生成.請(qǐng)回答:
①C中全部產(chǎn)物有MgO、S、MgS;
②本實(shí)驗(yàn)先使A中反應(yīng)進(jìn)行,再加熱C裝置,其目的是趕盡空氣,防止空氣氧化鎂粉;
③停止實(shí)驗(yàn)時(shí),先打開K,再停止滴加濃硫酸,熄滅酒精燈.橡膠氣膽B(tài)在實(shí)驗(yàn)中的作用是防止C管降溫時(shí)因氣體壓強(qiáng)減小而引起D中溶液的倒流.
④C中的Mg應(yīng)放在不銹鋼墊片上而不能直接接觸管壁,請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋原因2Mg+SiO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+Si.

分析 (1)Ⅰ.Mg可以與CO2、N2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),Mg與氫氣不能發(fā)生反應(yīng);
Ⅱ.(不純的氫氣燃燒會(huì)發(fā)生爆炸;Mg與SiO2反應(yīng)的條件是加熱,切斷電源后,反應(yīng)的條件由反應(yīng)放熱維持;
(2)①濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫氣體,二氧化硫與Mg反應(yīng),生成淡黃色固體S,臭雞蛋氣味的氣體為硫化氫,因此二氧化硫與Mg反應(yīng)產(chǎn)物為MgS.根據(jù)元素守恒可知,另外一種產(chǎn)物為氧化鎂;
②Mg能與空氣中的氧氣、氮?dú)饧岸趸挤磻?yīng),C中發(fā)生反應(yīng)前需要除去裝置內(nèi)的空氣;
③打開K,將空氣充入反應(yīng)反應(yīng)體系,可平衡容器內(nèi)外壓強(qiáng),防止倒吸;
④玻璃的主要成分含有二氧化硅,Mg也能和二氧化硅反應(yīng)生成氧化鎂和硅,結(jié)合原子守恒,寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式.

解答 解:(1)Ⅰ.Mg可以與CO2、N2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),3Mg+N2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg3N2、2Mg+CO2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C,Mg與氫氣不能發(fā)生反應(yīng),因此可用氫氣作為保護(hù)氣,故選③;
Ⅱ.裝置中有空氣,若不用氫氣排空裝置中的空氣,氫氣和空氣的混合氣體燃燒會(huì)發(fā)生爆炸;Mg與SiO2反應(yīng)的條件是加熱,切斷電源后,反應(yīng)的條件由反應(yīng)放熱維持,
故答案為:防止加熱條件下H2與空氣混合爆炸;Mg與SiO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng);
(2)①濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫氣體,二氧化硫與Mg反應(yīng),生成淡黃色固體S,臭雞蛋氣味的氣體為硫化氫,因此二氧化硫與Mg反應(yīng)產(chǎn)物為MgS.根據(jù)元素守恒可知,另外一種產(chǎn)物為MgO,
故答案為:MgO、S、MgS;
②在加熱C裝置前,需要使A中反應(yīng)進(jìn)行,這樣可以利用SO2除去裝置內(nèi)的空氣,防止鎂與空氣中的氧氣、氮?dú)饧岸趸挤磻?yīng),故答案為:趕盡空氣,防止空氣氧化鎂粉;
③停止實(shí)驗(yàn)后,溫度降低導(dǎo)致體系內(nèi)部壓強(qiáng)減小,容易發(fā)生倒吸,打開K,將空氣充入反應(yīng)反應(yīng)體系,可平衡容器內(nèi)外壓強(qiáng),防止倒吸,
故答案為:防止C管降溫時(shí)因氣體壓強(qiáng)減小,而引起D中溶液倒流;
④Mg與玻璃中的二氧化硅在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+SiO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+Si,故答案為:2Mg+SiO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+Si.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室制備原理和裝置選擇,實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)分析判斷,物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.下列描述正確的是( 。
A.溶液是電中性的,膠體是帶電的
B.CO2的水溶液能導(dǎo)電,所以CO2為電解質(zhì)
C.可使用丁達(dá)爾效應(yīng)來區(qū)分FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體
D.1 mol 任何物質(zhì)均含有約6.02×1023個(gè)原子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.正丁醛是一種化工原料.某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置合成正丁醛.

發(fā)生的反應(yīng)如下:CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}/△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
沸點(diǎn)/℃密度/g•cm-3水中溶解性
正丁醇117.20.8109微溶
正丁醛75.70.8017微溶
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
將6.0gNa2Cr2O7放入100mL燒杯中,加30mL水溶解,再緩慢加入5mL濃硫酸,將所得溶液小心轉(zhuǎn)移至B中.在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石,加熱.當(dāng)有蒸汽出現(xiàn)時(shí),開始滴加B中溶液.滴加過程中保持反應(yīng)溫度為90~95℃,在E中收集90℃以上的餾分.將餾出物倒入分液漏斗中,分去水層,有機(jī)層干燥后蒸餾,收集75~77℃餾分,產(chǎn)量2.0g.回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)中,能否將Na2Cr2O7溶液加到濃硫酸中,說明理由不能,易迸濺.
(2)加入沸石的作用是防止暴沸.
(3)上述裝置圖中,B儀器的名稱是分液漏斗,D儀器的名稱是冷凝管.
(4)分液漏斗使用前必須進(jìn)行的操作是c(填正確答案標(biāo)號(hào)).
a.潤濕         b.干燥         c.檢漏        d.標(biāo)定
(5)將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分水時(shí),水在下層(填“上”或“下”).
(6)本實(shí)驗(yàn)中,純凈的正丁醛的檢驗(yàn)方法:利用質(zhì)譜儀測定相對(duì)分子質(zhì)量.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.醇脫水是合成烯烴的常用方法,實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己烯的反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置如圖:
可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
相對(duì)分子質(zhì)量密度/(g•cm3沸點(diǎn)/℃溶解性
環(huán)己醇1000.9618161微溶于水
環(huán)己烯820.810283難溶于水
合成反應(yīng):在a中加入20g環(huán)己醇和2小片碎瓷片,冷卻攪動(dòng)下慢慢加入1mL濃硫酸.b中通入冷卻水后,開始緩慢加熱a,控制餾出物的溫度不超過90℃.
分離提純:反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌,分離后加入無水氯化鈣顆粒,靜置一段時(shí)間后棄去氯化鈣.最終通過蒸餾得到純凈環(huán)己烯10g.
回答下列問題:
(1)裝置a的名稱是蒸餾燒瓶.
(2)加入碎瓷片的作用是;如果加熱一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是B(填正確答案標(biāo)號(hào)).
A.立即補(bǔ)加B.冷卻后補(bǔ)加C.不需補(bǔ)加D.重新配料
(3)分液漏斗在使用前須清洗干凈并;在本實(shí)驗(yàn)分離過程中,產(chǎn)物應(yīng)該從分液漏斗的上口倒出(填“上口倒出”或“下口放出”).
(4)分離提純過程中加入無水氯化鈣的目的是吸收水.
(5)在環(huán)己烯粗產(chǎn)物蒸餾過程中,可能用到的儀器有BE(填正確答案標(biāo)號(hào)).
A圓底燒瓶    B溫度計(jì)    C漏斗    D玻璃棒    E接收器
(6)本實(shí)驗(yàn)所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是61%.(保留兩位有效數(shù)字)
(注:產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量/理論產(chǎn)量×100%)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.實(shí)驗(yàn)室制備1,2-二溴乙烷的反應(yīng)原理如下:
CH3CH2OH$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}(濃)}$CH2=CH2    CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反應(yīng)有:乙醇在濃硫酸的存在下在l40℃脫水生成乙醚.現(xiàn)用少量的溴和足量的乙醇制備1,2-二溴乙烷的裝置如圖所示:有關(guān)數(shù)據(jù)列表如表:
乙醇1,2-二溴乙烷乙醚液溴
狀態(tài)無色液體無色液體無色液體紅色發(fā)煙液體
密度/g•cm-30.792.20.713.12
沸點(diǎn)/℃78.513234.658.8
熔點(diǎn)/℃-l309-1l6-7.2
回答下列問題:
(1)在實(shí)驗(yàn)中,要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提到 170℃左右,主要目的是c;(單選)
a.引發(fā)反應(yīng)    b.加快反應(yīng)速度    c.減少副產(chǎn)物乙醚生成   d.防止乙醇揮發(fā)
(2)在裝置C中應(yīng)加入d,其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體:(單選)
a.水    b.濃硫酸   c.飽和碳酸氫鈉溶液     d.氫氧化鈉溶液
(3)判斷該D裝置反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡單方法是D中的溴水顏色褪去;
(4)將粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水,振蕩后靜置,產(chǎn)物應(yīng)在下層(填“上”、“下”);
(5)若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2,最好用d洗滌除去;(單選)
a.水  b.乙醇  c.碘化鈉溶液 d.氫氧化鈉稀溶液
(6)若產(chǎn)品中混有少量副產(chǎn)物乙醚,可用蒸餾的方法除去;
(7)反應(yīng)過程中用冷水冷卻裝置D的主要目的是乙烯與溴反應(yīng)時(shí)放熱,冷卻可避免溴的大量揮發(fā),冷凝收集產(chǎn)物;但又不能過度冷卻(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固點(diǎn)較低(9℃),過度冷卻會(huì)使其凝固而使氣路堵塞.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題

5.合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)$?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH3(g)在某溫度下達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度是c(N2)=3mol•L-1,c(H2)=9mol•L-1,c(NH3)=4mol•L-1
求:
①該溫度時(shí)的平衡常數(shù);
②N2、H2的起始濃度.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.從KNO3和少量NaCl雜質(zhì)的混合物中提純KNO3.涉及的操作依次有:①溶解、②過濾、③結(jié)晶、④冷卻、⑤蒸發(fā)濃縮.其中合理的是( 。
A.①②③④⑤B.①③⑤④②C.①⑤④③②D.①②⑤③④

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列基本實(shí)驗(yàn)操作不正確的是( 。
編號(hào)
操作示
意圖
操作名稱傾倒液體取用塊狀固體稀釋濃硫酸檢查氣密性
A.B.C.D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列實(shí)驗(yàn)方法不正確的是( 。
A.用澄清石灰水鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液
B.用焰色反應(yīng)鑒別NaCl和KCl
C.用丁達(dá)爾效應(yīng)鑒別硫酸鈉溶液和硅酸膠體
D.用排水集氣法收集NO

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同步練習(xí)冊(cè)答案