Question

【题目】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相似性． I、用如图所示装置进行Mg与SO2反应的实验．

（1）选择制取SO2的合适试剂 ①10%的H2SO4溶液 ②70%的H2SO4溶液
③Na2SO3固体 ④CaSO3固体
（2）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 ．
（3）该装置仍有不足之处，请说明 ． Ⅱ、某研究小组进行了“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四条信息：
①Mg在加热的条件下即可与SiO2反应
②金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐与SiH4
③Si和SiO2均不与稀H2SO4反应
④SiH4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”．
（4）该小组“实验室制Si”的化学方程式是 ．
（5）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（用化学方程式说明）： ．

Answer 1

【答案】
（1）②③
（2）2Mg+SO2 2MgO+S；吸收多余的SO2 ， 防止污染环境
（3）在A和B之间缺少干燥装置；C装置没有与大气相通；未设计一个防倒吸装置
（4）2Mg+SiO2 2MgO+Si
（5）2Mg+Si=Mg2Si、Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑、SiH4+2O2=SiO2+2H2O
【解析】解：I、（1）制取SO2应用浓H2SO4和亚硫酸盐，选项中不可选用CaSO3 ， 因为反应生成的CaSO4微溶于水，会附在固体表面，阻碍反应进行，二氧化硫是易溶于水的气体，所以选用较浓的硫酸， 所以答案是：②③；（2）Mg具有还原性，SO2具有氧化性，两者发生氧化还原反应，反应的方程式为2Mg+SO2 2MgO+S，二氧化硫可与碱反应，易防止污染空气，
所以答案是：2Mg+SO2 2MgO+S；吸收多余的SO2 ， 防止污染环境；（3）该装置中：①A中的水蒸气会进入B与Mg反应，在A、B中间应加干燥装置；②尾气处理装置C试管用胶塞封闭，且无防倒吸装置，
所以答案是：在A和B之间缺少干燥装置；C装置没有与大气相通；未设计一个防倒吸装置；
Ⅱ、（4）Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应，由题给信息可知类似于镁和二氧化碳的反应，可生成单质硅和氧化镁，反应的方程式为2Mg+SiO2 2MgO+Si，
所以答案是：2Mg+SiO2 2MgO+Si；（5）发现有爆鸣声和火花，说明生成气体，应为SiH4 ， 原因是发生2Mg+Si Mg2Si，Mg2Si+2H2SO4═2MgSO4+SiH4↑，SiH4+2O2═SiO2+2H2O，金属镁与生成的硅继续反应生成硅化镁，硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，
所以答案是：2Mg+Si=Mg2Si、Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑、SiH4+2O2=SiO2+2H2O．