Question

6．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②③．
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3Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+MgS（或2Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+S，Mg+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgS．裝置C中NaOH溶液的作用是吸收過量二氧化硫，防止污染環(huán)境．
（3）該裝置仍有不足之處，請(qǐng)說明在在A和B之間沒有連接一個(gè)干燥裝置、C裝置未與大氣相通、在鎂下方未墊一個(gè)不銹鋼片、鎂與玻璃管反應(yīng)、未設(shè)計(jì)一個(gè)防倒吸裝置．
Ⅱ、某研究小組進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)室制Si”的研究，它們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到以下可供參考的四條信息：
①M(fèi)g在加熱的條件下即可與SiO₂反應(yīng)
②金屬硅化物與稀H₂SO₄反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH₄
③Si和SiO₂均不與稀H₂SO₄反應(yīng)
④SiH₄在空氣中自燃
他們?cè)谘芯繄?bào)告中記載著“…選用合適的物質(zhì)在適宜的條件下充分反應(yīng)；再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量…在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右”．
（4）你估計(jì)“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是（用化學(xué)方程式說明）：?①2Mg+Si$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₂Si②Mg₂Si+2H₂SO₄═2MgSO₄+SiH₄↑③SiH₄+2O₂═SiO₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)強(qiáng)酸制備弱酸的原理，結(jié)和物質(zhì)的性質(zhì)，選擇實(shí)驗(yàn)室制備SO₂的試劑；
（2）根據(jù)Mg與CO₂的反應(yīng)知Mg與SO₂反應(yīng)能生成氧化鎂與單質(zhì)硫，但單質(zhì)硫能與鎂反應(yīng)生成硫化鎂；二氧化硫有毒，不能直接排放到空氣中，可用氫氧化鈉吸收過量的二氧化硫；
（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，且無防倒吸裝置；
（4）發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，說明生成氣體，應(yīng)為SiH₄．

解答 解：（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)镃aSO₃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3Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+MgS（或2Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+S，Mg+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgS），二氧化硫可與堿反應(yīng)，易防止污染空氣，
故答案為：3Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+MgS（或2Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+S，Mg+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgS；吸收過量二氧化硫，防止污染環(huán)境；
（3）該裝置中：①A中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B與Mg反應(yīng)，在A、B中間應(yīng)加干燥裝置；②Mg能與SiO₂反應(yīng)，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO₂；③尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，且無防倒吸裝置，
故答案為：在A和B之間沒有連接一個(gè)干燥裝置、C裝置未與大氣相通、在鎂下方未墊一個(gè)不銹鋼片、鎂與玻璃管反應(yīng)、未設(shè)計(jì)一個(gè)防倒吸裝置．
（4）發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，說明生成氣體，應(yīng)為SiH₄，原因是發(fā)生2Mg+Si$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₂Si，Mg₂Si+2H₂SO₄═2MgSO₄+SiH₄↑，SiH₄+2O₂═SiO₂+2H₂O，金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH₄可自燃，
故答案為：2Mg+Si$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₂Si，Mg₂Si+2H₂SO₄═2MgSO₄+SiH₄↑，SiH₄+2O₂═SiO₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題為信息題，以鎂和二氧化硅的反應(yīng)為載體考查了二氧化硫的實(shí)驗(yàn)室制備及性質(zhì)檢驗(yàn)，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力，題目難度較大．