Question

【题目】硅是信息技术的关键材料，在工业中可利用镁制取硅:2Mg(过量)+SiO22MgO+Si，2Mg+SiMg2Si(副反应)，查资料得:①Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷)；②SiH4在常温下是一种不稳定易分解、易自燃的气体；③Mg在加热时能与CO2、N2反应。

I.如图是实验室进行Mg与SiO2反应的裝置:

(1)盛放稀硫酸的装置为_________________，由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用_________(填序号)。

a.石灰石 b.锌粒 c.纯碱

(2)反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为 ①____________________； ②_________________。

II.利用如图装置(量气管“0”刻度在刻度线的最上方)可测定生成物的纯度。

(3)实验开始前应先_________________。

(4)若取样品Wg加入5mLNaOH(足量)充分反应。反应前量气管液面读数为V1mL，反应后为V2mL(实验数据均转化为标准状况下)，则样品的纯度为____________________。（写出计算式，不化简）。

(5)若反应结束时读数前未调节量气装置两边液面高度相平(右边的液面高于左边液面)，则会导致实验结果______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

Answer 1

【答案】分液漏斗 b Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑ SiH4+2O2=SiO2+2H2O 检查装置气密性 偏低

【解析】

（1）根据仪器构造分析其名称；Mg为活泼金属，在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应，在工业中利用镁制取硅需排尽装置中的空气，据此判断X气体；

（2）根据题干中的已知信息分析判断；

（3）根据装置不能漏气解答；

（4）根据反应中产生的氢气与硅的物质的量之间的关系解答；

（5）根据压强对气体体积的影响分析解答。

（1）根据装置图可判断盛放稀硫酸的装置为分液漏斗；由于在点燃的条件下Mg可以与O2、CO2反应发生化学反应生成氧化镁、氧化镁和碳，Mg与氢气不能发生反应，因此可用氢气作为保护气，选用的药品为稀硫酸和锌粒，再用浓硫酸干燥，所以试管中的固体药品可选用锌粒，答案选b；

（2）Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷），其反应的方程式为：Mg2Si+4HCl＝2MgCl2+SiH4↑，SiH4常温下是一种不稳定、易自燃的气体，反应的方程式为SiH4+2O2＝SiO2+2H2O，所以往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星；

（3）反应中有气体产生，所以实验开始前应先检查装置气密性；

（4）若取样品Wg加入5mLNaOH(足量)充分反应。反应前量气管液面读数为V1mL，反应后为V2mL(实验数据均转化为标准状况下)，则反应中产生氢气的体积是（V1―V2―5）mL，物质的量是，根据1mol硅失去4mol电子可知消耗硅的物质的量是，质量是，因此样品的纯度为；

（5）若反应结束时读数前未调节量气装置两边液面高度相平(右边的液面高于左边液面)，说明装置内压强大于外界大气压，因此V1偏小，则会导致实验结果偏低。