Question

6．鎂是一種很活潑的金屬，常用作脫硫劑、脫氧劑．在電子工業(yè)中利用鎂制取硅的反應(yīng)為：2Mg+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+Si；同時有副反應(yīng)發(fā)生：2Mg+Si$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₂Si
已知：Mg₂Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH₄（硅烷）
SiH₄在常溫下是一種不穩(wěn)定的氣體，且易燃
鎂與SO₂可發(fā)生類似于鎂與CO₂的反應(yīng)

Ⅰ．圖（甲）是進(jìn)行Mg與SiO₂反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）由于O₂的存在對該實(shí)驗(yàn)有較大影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入X氣體作為保護(hù)氣．X氣體應(yīng)選用①CO₂、②N₂、③H₂中的③
（2）實(shí)驗(yàn)開始時，必須先通入X的氣體，再接通電源加熱反應(yīng)物，其理由是防止加熱條件下H₂與空氣混合爆炸；當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后，切斷電源，反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，其原因是
Mg與SiO₂的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
（3）反應(yīng)結(jié)束時，待冷卻至常溫后，關(guān)閉K，從分液漏斗處加入稀鹽酸，可觀察到導(dǎo)管口a處有閃亮的火星．據(jù)此現(xiàn)象可推知SiH₄在空氣中能自燃．
Ⅱ．圖（乙）所示裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)如下：先關(guān)閉K，使A中反應(yīng)進(jìn)行；加熱玻璃管C，可觀察到C管中發(fā)出耀眼白光，產(chǎn)生白煙，管壁上附著有淡黃色物質(zhì)．實(shí)驗(yàn)完成后，將C管中固體全部加入鹽酸中，有臭雞蛋氣味的H₂S氣體生成．
（1）停止實(shí)驗(yàn)時，先打開K，再停止滴加濃硫酸并熄滅酒精燈．橡膠氣膽B(tài)在實(shí)驗(yàn)中的作用是防止C管降溫時因氣體壓強(qiáng)減小，而引起D中溶液倒流
（2）C中全部反應(yīng)產(chǎn)物有MgO、S、MgS．（填化學(xué)式）

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）Mg可以與CO₂、N₂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，Mg與氫氣不能發(fā)生反應(yīng)；
（2）不純的氫氣燃燒會發(fā)生爆炸；Mg與SiO₂反應(yīng)的條件是加熱，切斷電源后，反應(yīng)的條件由反應(yīng)放熱維持；
（3）反應(yīng)生成的Mg₂Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH₄（硅烷），觀察到導(dǎo)管口a處有閃亮的火星，說明有氣體在空氣中自燃；
Ⅱ．（1）打開K，將空氣充入反應(yīng)反應(yīng)體系，可平衡容器內(nèi)外壓強(qiáng)，防止倒吸；
（2）濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫氣體，二氧化硫與Mg反應(yīng)，生成淡黃色固體S，臭雞蛋氣味的氣體為硫化氫，因此二氧化硫與Mg反應(yīng)產(chǎn)物為MgS．根據(jù)元素守恒可知，另外一種產(chǎn)物為氧化鎂．

解答 解：（1）Mg可以與CO₂、N₂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂、2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C，Mg與氫氣不能發(fā)生反應(yīng)，因此可用氫氣作為保護(hù)氣，故選③；
（2）裝置中有空氣，若不用氫氣排空裝置中的空氣，氫氣和空氣的混合氣體燃燒會發(fā)生爆炸；Mg與SiO₂反應(yīng)的條件是加熱，切斷電源后，反應(yīng)的條件由反應(yīng)放熱維持，
故答案為：防止加熱條件下H₂與空氣混合爆炸；Mg與SiO₂的反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（3）Mg₂Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH₄（硅烷），其反應(yīng)的方程式為：Mg₂Si+4HCI=2MgCl₂+SiH₄↑，觀察到導(dǎo)管口a處有閃亮的火星，說明有氣體在空氣中自燃，即SiH₄在空氣中自燃；
故答案為：SiH₄；
Ⅱ．（1）停止實(shí)驗(yàn)后，溫度降低導(dǎo)致體系內(nèi)部壓強(qiáng)減小，容易發(fā)生倒吸，打開K，將空氣充入反應(yīng)反應(yīng)體系，可平衡容器內(nèi)外壓強(qiáng)，防止倒吸，
故答案為：防止C管降溫時因氣體壓強(qiáng)減小，而引起D中溶液倒流；
（2）濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫氣體，二氧化硫與Mg反應(yīng)，生成淡黃色固體S，臭雞蛋氣味的氣體為硫化氫，因此二氧化硫與Mg反應(yīng)產(chǎn)物為MgS．根據(jù)元素守恒可知，另外一種產(chǎn)物為MgO，
故答案為：MgO、S、MgS．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室制備原理和裝置選擇，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．