Question

【題目】硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料，在工業(yè)中可利用鎂制取硅:2Mg(過量)+SiO22MgO+Si，2Mg+SiMg2Si(副反應(yīng))，查資料得:①M(fèi)g2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)；②SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定易分解、易自燃的氣體。

I.如圖是實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的裝置:

(1)盛放稀硫酸的裝置為____，由于氧氣的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有較大影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣，試管中的固體藥品可選用___(填序號(hào))。

a.石灰石 b.鋅粒 c.純堿

(2)當(dāng)反應(yīng)開始后，移走酒精燈反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，其原因是_________。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時(shí)，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸。可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學(xué)方程式表示為①___________；②_____________。

II.利用如圖裝置(量氣管“0”刻度在刻度線的最上方)可測(cè)定生成物的純度。

(4)實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先__________。

(5)若取樣品Wg加入5mLNaOH(足量)充分反應(yīng)。反應(yīng)前量氣管液面讀數(shù)為V1mL，反應(yīng)后為V2mL(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則樣品的純度為_____(寫出計(jì)算式，不化簡(jiǎn))。

(6)若反應(yīng)結(jié)束時(shí)讀數(shù)前未調(diào)節(jié)量氣裝置兩邊液面高度相平(右邊的液面高于左邊液面)，則會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果_________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 b 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)進(jìn)行 Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑ SiH4+2O2=SiO2+2H2O 檢查裝置氣密件 偏低

【解析】(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)，因此可用氫氣作為保護(hù)氣；選用的藥品為稀硫酸和鋅粒，再用濃硫酸干燥，答案選b；(2)當(dāng)反應(yīng)開始后，移走酒精燈反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，這說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)進(jìn)行。(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+4HCl＝2MgCl2+SiH4↑，SiH4常溫下是一種不穩(wěn)定、易自燃的氣體，反應(yīng)的方程式為SiH4+2O2＝SiO2+2H2O，所以往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星；(4)反應(yīng)中產(chǎn)生氣體，則實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先檢查裝置氣密性。(5)若取樣品Wg加入5mLNaOH(足量)充分反應(yīng)。反應(yīng)前量氣管液面讀數(shù)為V1mL，反應(yīng)后為V2mL(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，說明產(chǎn)生的氣體體積是(V1－V2－5)mL，即氫氣的物質(zhì)的量是，1mol硅產(chǎn)生2mol氫氣，則樣品的純度為＝。(6)若反應(yīng)結(jié)束時(shí)讀數(shù)前未調(diào)節(jié)量氣裝置兩邊液面高度相平(右邊的液面高于左邊液面)，裝置中壓強(qiáng)大，因此V1偏小，則會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低。