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的相似性。

Ⅰ．用上图所示装置进行Mg和SO2的实验，其中A是制备SO2的发生装置。用80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体制取SO2 。

（1） 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___。

（2）你认为该装置不足之处是什么？__________________________只要答出两点即可）。

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SiH4④Si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”。

（3） 该小组“实验室制Si”的化学方程式是______________________________________。

（4）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____________。

Answer 1

【答案】3Mg+SO2 = 2MgO+MgS 吸收多余的SO2，防止污染环境 在A和B之间没有连接一干燥装置；C装置未与大气相通；在镁下方未垫一不锈钢片，镁与玻璃管反应；未设计一防倒吸装置 2Mg+SiO22MgO+Si 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可自燃或用化学方程式表示：2Mg+SiMg2Si Mg2Si+2H2SO4＝MgSO4+SiH4↑SiH4+2O2=SiO2+2H2O

【解析】

我们熟悉Mg与CO2反应，现在要写出Mg与SO2反应，显然需使用类推法。

所以2Mg+SO2=2MgO+S，同时还应考虑物质性质的差异性，即生成的S还能继续与Mg反应生成MgS。

在分析装置的不足时，需要考虑气体与热的固体反应需干燥，气体排出时需保持内外压强的平衡，易溶于水气体用液体吸收时需防倒吸，以及活泼金属镁与硬质玻璃管成分SiO2的反应等。

同样，Mg与SiO2的反应也采用类推法，起初生成Si和MgO，后来Si与Mg继续反应生成Mg2Si，至于此反应的产物，题中实验现象也给了我们暗示。

Ⅰ．（1）装置B中发生的是Mg与SO2的反应，首先发生置换反应，生成MgO和S，S再与Mg反应生成MgS，主要反应的化学方程式3Mg+SO2 =2MgO+MgS。

答案为：3Mg+SO2 =2MgO+MgS；

SO2是污染环境的气体，需进行尾气处理。装置C中NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2，防止污染环境。

答案为：吸收多余的SO2，防止污染环境。

（2）该装置不足之处是：在A和B之间没有连接一干燥装置；C装置未与大气相通；在镁下方未垫一不锈钢片，镁与玻璃管反应；未设计一防倒吸装置。

答案为：在A和B之间没有连接一干燥装置；C装置未与大气相通；在镁下方未垫一不锈钢片，镁与玻璃管反应；未设计一防倒吸装置。

Ⅱ．（3） 该小组“实验室制Si”的化学方程式是2Mg+SiO22MgO+Si。

答案为：2Mg+SiO22MgO+Si。

（4）“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是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。或用化学方程式表示：2Mg+SiMg2Si，Mg2Si+2H2SO4＝MgSO4+SiH4↑，SiH4+2O2=SiO2+2H2O。

答案为：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。或用化学方程式表示：2Mg+SiMg2Si，Mg2Si+2H2SO4＝MgSO4+SiH4↑，

SiH4+2O2=SiO2+2H2O。