题目内容

镁是很活泼的金属,常用做脱硫剂,脱氧剂。在电子工艺中利用镁制取硅的反应为:2Mg+ SiO22MgO+Si,△H=-372kJ•mol-1,同时有副反应:2Mg+SiMg2Si发生。Mg2Si遇盐酸迅速反应生成硅烷(SiH4),SiH4常温下是一种不稳定,易分解的气体。

   

甲                     乙

(1)如图甲所示是进行Mg与SiO2反应的实验装置。

①由于O2的存在对该实验有较大影响,实验中应通入X气体作为保护气。X气体应为________(镇标号)。

A.H2                                   B.N2               C.CO2

②实验开始时必须先通入X气体后,再接通电源加热反应物,其理由是________,当反应引发后,切断电源,反应能继续进行,其理由是________

③反应结束后,待冷却至常温后,关闭K,从分液漏斗处加稀盐酸,可观察到导管口A处有闪亮的火星,据此可推知SiH4的性质________。

(2)用图乙所示装置的实验如下:先关闭K,使A中反应进行,加热玻璃管C,可观察到C管中发出耀眼白光,产生白烟,管壁上附着有淡黄色物质。实验完成后将C管中固体全部加入盐酸中,有腐蛋味气体生成。

①C中Mg应放在不锈钢垫片上,而不能直接接触试管壁,这是因为________。

②停止实验时,先打开K,再停止滴加浓H2SO4,最后熄灭酒精灯。橡胶气胆B在实验中的作用是________。

③C中全部产物有________(填化学式)。

 

答案:
解析:

(1)①A  ②防止加热时,H2与空气混合爆炸;Mg与SiO2的反应是放热反应  ③SiH4在空气中能自燃

(2)①加热条件下,Mg能与玻璃中的SiO2反应  ②防止C管降温时,因压强减小而引起D管中溶液倒吸  ③MgO、S、MgS

 


提示:

甲装置图中的主反应为:2Mg+SiO22MgO+Si,且是放热反应。副反应为:2Mg+SiMg2Si,且Mg2Si+HClSiH4。从已有知识得知,Mg是活泼金属与O2、N2、CO2等气体都能发生反应,所以(1)中①保护气应选H2。又因为H2是易燃气体,与空气充分混合时,加热易爆炸。所以(1)中②加热前应先通H2,排除O2的干扰,再接通电源加热反应物以防爆炸。而③中主要是稀盐酸与副反应的产物Mg2Si发生反应生成SiH4气体,SiH4又从A中逸出,且有闪亮的火星,所以推测SiH4在空气中能自燃。

乙装置图中,主要进行的反应是A中产生的SO2和Mg反应产物为S、MgS和MgO。这些可从题中给出的实验现象中得知。(2)中①的原因,从题干中可以找出;(2)中②由于NaOH是用来吸收尾气中的SO2,若停止实验,而NaOH吸收SO2不会停止,且C管由于降温,则管内压强减小,NaOH很易被倒吸,因此,先打开K,则橡胶气胆中空气压出,就可避免上述现象发生。

 


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