Question

已知SiO₂、SO₂和CO₂都是酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性；Mg和Na的化學(xué)性質(zhì)也具有一定的相似性．
Ⅰ．用如圖所示裝置進(jìn)行Mg和SO₂的實(shí)驗(yàn)，其中A是制備SO₂的發(fā)生裝置．

（1）選擇制取SO₂的合適試劑

②③

（填序號(hào)）．
①10%的H₂SO₄溶液　②80%的H₂SO₄溶液  ③Na₂SO₃固體�、蹸aSO₃固體
（2）寫(xiě)出裝置B中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：

3Mg+SO₂

△   .

2MgO+MgS（或2Mg+SO₂

△   .

2MgO+S，Mg+S

△   .

MgS）

．
裝置C中NaOH溶液的作用是

吸收多余的SO₂，防止污染環(huán)境

．
（3）請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出制備SO₂的發(fā)生裝置并注明主要儀器的名稱，固定儀器省略不畫(huà)

．
（4）你認(rèn)為該裝置的不足之處是

在A和B之間沒(méi)有連接一個(gè)干燥裝置；C裝置未與大氣相通；在鎂下方未墊一個(gè)不銹鋼片，鎂與玻璃管反應(yīng)；未設(shè)計(jì)一個(gè)防倒吸裝置

．
Ⅱ．某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)室制Si”的研究，他們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到以下可供參考的信息：
①工業(yè)上在高溫時(shí)用C還原SiO₂可制得Si
②Mg在點(diǎn)燃的條件下即可與SiO₂反應(yīng)
③金屬硅化物與稀H₂SO₄反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH₄
④Si和SiO₂均不與稀H₂SO₄反應(yīng)
⑤SiH₄在空氣中自燃
他們?cè)谘芯繄?bào)告中記載著：“…選用合適的物質(zhì)在適宜的條件下充分反應(yīng)，再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過(guò)濾、洗滌、干燥，最后稱量…在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右．”
（5）該小組“實(shí)驗(yàn)室制Si”的化學(xué)方程式是

2Mg+SiO₂

△   .

2MgO+Si

．
（6）你估計(jì)“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是

金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH₄可自燃

．

Answer 1

分析：（1）制取SO₂應(yīng)用濃H₂SO₄和亞硫酸鹽；
（2）Mg具有還原性，SO₂具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（3）本反應(yīng)為固液不加熱制取氣體的反應(yīng)，故可用分液漏斗盛80%的H₂SO₄，用錐形瓶裝固體Na₂SO₃；
（4）該裝置中：①A中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B與Mg反應(yīng)，在A、B中間應(yīng)加干燥裝置；②Mg能與SiO₂反應(yīng)，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO₂；③尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，且無(wú)防倒吸裝置；
（5）類似于鎂和二氧化碳的反應(yīng)，可生成單質(zhì)硅和氧化鎂；
（6）發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，說(shuō)明生成氣體，應(yīng)為SiH₄．

解答：解：（1）制取SO₂應(yīng)用濃H₂SO₄和亞硫酸鹽，選項(xiàng)中不可選用CaSO₃，因?yàn)镃aSO₃微溶于水，會(huì)附在固體表面，阻礙反應(yīng)進(jìn)行，故答案為：②③；
（2）Mg具有還原性，SO₂具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為3Mg+SO₂

△   .

2MgO+MgS（或2Mg+SO₂

△   .

2MgO+S，Mg+S

△   .

MgS），二氧化硫可與堿反應(yīng)，易防止污染空氣，
故答案為：3Mg+SO₂

△   .

2MgO+MgS（或2Mg+SO₂

△   .

2MgO+S，Mg+S

△   .

MgS）；吸收多余的SO₂，防止污染環(huán)境；
（3）本反應(yīng)為固液不加熱制取氣體的反應(yīng)，故可用分液漏斗盛80%的H₂SO₄，用錐形瓶裝固體Na₂SO₃，裝置圖為，
故答案為：；
（4）該裝置中：①A中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B與Mg反應(yīng)，在A、B中間應(yīng)加干燥裝置；②Mg能與SiO₂反應(yīng)，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO₂；③尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，且無(wú)防倒吸裝置，
故答案為：在A和B之間沒(méi)有連接一個(gè)干燥裝置；C裝置未與大氣相通；在鎂下方未墊一個(gè)不銹鋼片，鎂與玻璃管反應(yīng)；未設(shè)計(jì)一個(gè)防倒吸裝置；
（5）Mg在點(diǎn)燃的條件下即可與SiO₂反應(yīng)，由題給信息可知類似于鎂和二氧化碳的反應(yīng)，可生成單質(zhì)硅和氧化鎂，反應(yīng)的方程式為2Mg+SiO₂

△   .

2MgO+Si，
故答案為：2Mg+SiO₂

△   .

2MgO+Si；
（6）發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，說(shuō)明生成氣體，應(yīng)為SiH₄，原因是發(fā)生2Mg+Si

△   .

Mg₂Si，Mg₂Si+2H₂SO₄═2MgSO₄+SiH₄↑，SiH₄+2O₂═SiO₂+2H₂O，金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH₄可自燃，
故答案為：金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH₄可自燃．

點(diǎn)評(píng)：本題以鎂和二氧化硅的反應(yīng)為載體綜合考查學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，為高考常�?jiàn)題型，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)原理，把握實(shí)驗(yàn)的基本操作方法，難度不大．