Question

6．镁是一种很活泼的金属，常用作脱硫剂、脱氧剂．在电子工业中利用镁制取硅的反应为：2Mg+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+Si；同时有副反应发生：2Mg+Si$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₂Si
已知：Mg₂Si遇盐酸迅速反应生成SiH₄（硅烷）
SiH₄在常温下是一种不稳定的气体，且易燃
镁与SO₂可发生类似于镁与CO₂的反应

Ⅰ．图（甲）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气体应选用①CO₂、②N₂、③H₂中的③
（2）实验开始时，必须先通入X的气体，再接通电源加热反应物，其理由是防止加热条件下H₂与空气混合爆炸；当反应引发后，切断电源，反应能继续进行，其原因是
Mg与SiO₂的反应是放热反应
（3）反应结束时，待冷却至常温后，关闭K，从分液漏斗处加入稀盐酸，可观察到导管口a处有闪亮的火星．据此现象可推知SiH₄在空气中能自燃．
Ⅱ．图（乙）所示装置进行的实验如下：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，有臭鸡蛋气味的H₂S气体生成．
（1）停止实验时，先打开K，再停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯．橡胶气胆B在实验中的作用是防止C管降温时因气体压强减小，而引起D中溶液倒流
（2）C中全部反应产物有MgO、S、MgS．（填化学式）

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）Mg可以与CO₂、N₂发生化学反应，Mg与氢气不能发生反应；
（2）不纯的氢气燃烧会发生爆炸；Mg与SiO₂反应的条件是加热，切断电源后，反应的条件由反应放热维持；
（3）反应生成的Mg₂Si遇盐酸迅速反应生成SiH₄（硅烷），观察到导管口a处有闪亮的火星，说明有气体在空气中自燃；
Ⅱ．（1）打开K，将空气充入反应反应体系，可平衡容器内外压强，防止倒吸；
（2）浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，二氧化硫与Mg反应，生成淡黄色固体S，臭鸡蛋气味的气体为硫化氢，因此二氧化硫与Mg反应产物为MgS．根据元素守恒可知，另外一种产物为氧化镁．

解答 解：（1）Mg可以与CO₂、N₂发生化学反应，3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂、2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，Mg与氢气不能发生反应，因此可用氢气作为保护气，故选③；
（2）装置中有空气，若不用氢气排空装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸；Mg与SiO₂反应的条件是加热，切断电源后，反应的条件由反应放热维持，
故答案为：防止加热条件下H₂与空气混合爆炸；Mg与SiO₂的反应是放热反应；
（3）Mg₂Si遇盐酸迅速反应生成SiH₄（硅烷），其反应的方程式为：Mg₂Si+4HCI=2MgCl₂+SiH₄↑，观察到导管口a处有闪亮的火星，说明有气体在空气中自燃，即SiH₄在空气中自燃；
故答案为：SiH₄；
Ⅱ．（1）停止实验后，温度降低导致体系内部压强减小，容易发生倒吸，打开K，将空气充入反应反应体系，可平衡容器内外压强，防止倒吸，
故答案为：防止C管降温时因气体压强减小，而引起D中溶液倒流；
（2）浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，二氧化硫与Mg反应，生成淡黄色固体S，臭鸡蛋气味的气体为硫化氢，因此二氧化硫与Mg反应产物为MgS．根据元素守恒可知，另外一种产物为MgO，
故答案为：MgO、S、MgS．

点评 本题考查了物质实验室制备原理和装置选择，实验步骤的设计分析判断，物质性质的应用是解题关键，题目难度中等．