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；③Mg在加熱時(shí)能與CO2、N2反應(yīng)。

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)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)可測定生成物的純度。

(3)實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先_________________。

(4)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）。

(5)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 Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑ SiH4+2O2=SiO2+2H2O 檢查裝置氣密性 偏低

【解析】

（1）根據(jù)儀器構(gòu)造分析其名稱；Mg為活潑金屬，在空氣中點(diǎn)燃可以和O2、CO2、H2O反應(yīng)，在工業(yè)中利用鎂制取硅需排盡裝置中的空氣，據(jù)此判斷X氣體；

（2）根據(jù)題干中的已知信息分析判斷；

（3）根據(jù)裝置不能漏氣解答；

（4）根據(jù)反應(yīng)中產(chǎn)生的氫氣與硅的物質(zhì)的量之間的關(guān)系解答；

（5）根據(jù)壓強(qiáng)對氣體體積的影響分析解答。

（1）根據(jù)裝置圖可判斷盛放稀硫酸的裝置為分液漏斗；由于在點(diǎn)燃的條件下Mg可以與O2、CO2反應(yīng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化鎂、氧化鎂和碳，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，所以試管中的固體藥品可選用鋅粒，答案選b；

（2）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；

（3）反應(yīng)中有氣體產(chǎn)生，所以實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先檢查裝置氣密性；

（4）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)，則反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣的體積是（V1―V2―5）mL，物質(zhì)的量是，根據(jù)1mol硅失去4mol電子可知消耗硅的物質(zhì)的量是，質(zhì)量是，因此樣品的純度為；

（5）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)，說明裝置內(nèi)壓強(qiáng)大于外界大氣壓，因此V1偏小，則會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低。