Question

【题目】某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。

已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO＋PdCl2＋H2O=CO2＋2HCl＋Pd↓(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。

(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是________。

(2)装置B的作用是__________。

(3)装置C、D中所盛试剂分别为______、_______，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为________。

(4)该装置的缺点是________。

(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体13.44 L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为______。

Answer 1

【答案】将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰 作安全瓶，防止倒吸 澄清石灰水 PdCl2溶液 3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si 缺少尾气处理装置 2∶1

【解析】

（1）碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳与空气中氧气反应，所以实验时要将装置中的空气排尽；

（2）根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸；

（3）根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验有没有二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可写出化学方程式；

（4）一氧化碳有毒，有能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置；

（5）取18g Si02物质的量==0.3mol，8.4g焦炭物质的量==0.7mol，充分反应后收集到标准状况下的气体13.44L，物质的量==0.6mol，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，SiO2+2C=2CO+Si，Si+C=SiC，依据化学方程式计算；

（1）碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳与空气中氧气反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，所以实验时要通人足够长时间的N2，

故答案为：要用氮气将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰；

（2）根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸

故答案为：作安全瓶，防止倒吸；

（3）根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验有没有二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳，所以置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si；

故答案为：澄清石灰水；PdCl2溶液；3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si；

（4）一氧化碳有毒，有能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置将CO吸收，故答案为：没有尾气吸收装置将CO吸收；
（5）取18g Si02物质的量==0.3mol，8.4g焦炭物质的量==0.7mol，充分反应后收集到标准状况下的气体13.44L，物质的量==0.6mol，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，

SiO2 + 2C = 2CO + Si，

0.3mol 0.6mol 0.6mol0.3mol

Si+ C= SiC，

1 1 1

0.1mol 0.1mol 0.1mol

得到Si和SiC的物质的量之比为0.2mol：0.1mol=2：1；

故答案为：2：1；