Question

(16分)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)也具有一定的相似性。

Ⅰ.用如上圖所示裝置進(jìn)行Mg和SO₂的實(shí)驗(yàn)，其中A是制備SO₂的發(fā)生裝置。
⑴選擇制取SO₂的合適試劑____________。（填序號(hào)）
①10%的H₂SO₄溶液   ②80%的H₂SO₄溶液�、跱a₂SO₃固體    ④CaSO₃固體
⑵寫出裝置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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。
⑶請(qǐng)畫出制備SO₂的發(fā)生裝置并注明主要儀器的名稱，固定儀器省略不畫。
(4)你認(rèn)為該裝置不足之處是什么？
Ⅱ.某研究性學(xué)習(xí)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SiH₄④Si和SiO₂均不與稀H₂SO₄反應(yīng)
⑤SiH₄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”。
⑸該小組“實(shí)驗(yàn)室制Si”的化學(xué)方程式是_____________________   ________      。
(6)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____    。

Answer 1

（1）②③
（2）3Mg+SO₂2MgO+MgS（或?qū)懗?Mg+SO₂2MgO+S、Mg+SMgS）
吸收SO₂，防止污染空氣
(3)

（4）在A和B之間未連接一干燥裝置；C裝置未與大氣相通；在鎂下方未墊一不銹鋼片，鎂能與玻璃管反應(yīng)；未設(shè)計(jì)防倒吸裝置（任寫兩點(diǎn)即可）
（5）2Mg+SiO₂2MgO+Si
(6)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)生成硅化鎂：2Mg＋SiMg₂Si，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成：Mg₂Si＋2H₂SO₄=MgSO₄＋SiH₄↑，SiH₄自燃：SiH₄＋2O₂=SiO₂＋2H₂O

：（1）因SO₂的溶解度較大，應(yīng)選用濃度較大的H₂SO₄溶液；為了使反應(yīng)順利進(jìn)行須選擇Na₂SO₃固體與硫酸反應(yīng)（CaSO₃固體與硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水）；
（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；
SO₂有毒，污染環(huán)境，可用堿液來吸收
(3)參見答案
（4）SiO₂、CO₂都是酸性氧化物，所以鎂與玻璃中的二氧化硅能發(fā)生反應(yīng)，鎂不能與玻璃管直接接觸；又因?yàn)殒V與鈉的性質(zhì)相似，能與水反應(yīng)，因此A、B間應(yīng)加干燥裝置；從整個(gè)裝置看是完全封閉的，這是不允許的，因此C應(yīng)與大氣相通．
（5）由“Mg在點(diǎn)燃的條件下即可與SiO₂反應(yīng)”可知：2Mg+SiO₂2MgO+Si
(6)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH4可自燃即：
2Mg＋SiMg₂Si    Mg₂Si＋2H₂SO₄=MgSO₄＋SiH₄↑    SiH₄＋2O₂=SiO₂＋2H₂O