(16分)已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物,化学性质具有一定的相似性;Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性。
Ⅰ.用如上图所示装置进行Mg和SO2的实验,其中A是制备SO2的发生装置。
⑴选择制取SO2的合适试剂____________。(填序号)
①10%的H2SO4溶液 ②80%的H2SO4溶液 ③Na2SO3固体 ④CaSO3固体
⑵写出装置B中发生的主要反应的化学方程式_______________________________。装置C中NaOH溶液的作用是 。
⑶请画出制备SO2的发生装置并注明主要仪器的名称,固定仪器省略不画。
(4)你认为该装置不足之处是什么?
Ⅱ.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究,它们以课本为基础,查阅资料得到以下可供参考的信息:
①工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si ②Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应
③金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐与SiH4 ④Si和SiO2均不与稀H2SO4反应
⑤SiH4在空气中自燃
他们在研究报告中记载着“……选用合适的物质在适宜的条件下充分反应;再用足量稀硫酸溶解固体产物;然后过滤、洗涤、干燥;最后称量……在用稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花,其产率也只有预期值的63%左右”。
⑸该小组“实验室制Si”的化学方程式是_____________________ ________ 。
(6)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花”的原因是____ 。
(1)②③
(2)3Mg+SO22MgO+MgS(或写成2Mg+SO2
2MgO+S、Mg+S
MgS)
吸收SO2,防止污染空气
(3)
(4)在A和B之间未连接一干燥装置;C装置未与大气相通;在镁下方未垫一不锈钢片,镁能与玻璃管反应;未设计防倒吸装置(任写两点即可)
(5)2Mg+SiO22MgO+Si
(6)金属镁与生成的硅继续生成硅化镁:2Mg+SiMg2Si,硅化镁与稀硫酸反应生成:Mg2Si+2H2SO4=MgSO4+SiH4↑,SiH4自燃:SiH4+2O2=SiO2+2H2O
:(1)因SO2的溶解度较大,应选用浓度较大的H2SO4溶液;为了使反应顺利进行须选择Na2SO3固体与硫酸反应(CaSO3固体与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水);
(2)根据Mg与CO2的反应知:Mg与SO2反应能生成氧化镁与单质硫,但单质硫能与镁反应生成硫化镁;
SO2有毒,污染环境,可用碱液来吸收
(3)参见答案
(4)SiO2、CO2都是酸性氧化物,所以镁与玻璃中的二氧化硅能发生反应,镁不能与玻璃管直接接触;又因为镁与钠的性质相似,能与水反应,因此A、B间应加干燥装置;从整个装置看是完全封闭的,这是不允许的,因此C应与大气相通.
(5)由“Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应”可知:2Mg+SiO22MgO+Si
(6)金属镁与生成的硅继续生成硅化镁,硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃即:
2Mg+SiMg2Si Mg2Si+2H2SO4=MgSO4+SiH4↑ SiH4+2O2=SiO2+2H2O