Question

【題目】硅是信息技術的關鍵材料，在工業中可利用鎂制取硅:2Mg(過量)+SiO22MgO+Si，2Mg+SiMg2Si(副反應)，查資料得:①Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4(硅烷)；②SiH4在常溫下是一種不穩定易分解、易自燃的氣體；③Mg在加熱時能與CO2、N2反應。

I.如圖是實驗室進行Mg與SiO2反應的裝置:

(1)盛放稀硫酸的裝置為_________________，由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用_________(填序號)。

a.石灰石 b.鋅粒 c.純堿

(2)反應結束后，待冷卻至常溫時，往反應后的混合物中加入稀鹽酸。可觀察到閃亮的火星，產生此現象的原因用化學方程式表示為 ①____________________； ②_________________。

II.利用如圖裝置(量氣管“0”刻度在刻度線的最上方)可測定生成物的純度。

(3)實驗開始前應先_________________。

(4)若取樣品Wg加入5mLNaOH(足量)充分反應。反應前量氣管液面讀數為V1mL，反應后為V2mL(實驗數據均轉化為標準狀況下)，則樣品的純度為____________________。（寫出計算式，不化簡）。

(5)若反應結束時讀數前未調節量氣裝置兩邊液面高度相平(右邊的液面高于左邊液面)，則會導致實驗結果______(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】分液漏斗 b Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑ SiH4+2O2=SiO2+2H2O 檢查裝置氣密性 偏低

【解析】

（1）根據儀器構造分析其名稱；Mg為活潑金屬，在空氣中點燃可以和O2、CO2、H2O反應，在工業中利用鎂制取硅需排盡裝置中的空氣，據此判斷X氣體；

（2）根據題干中的已知信息分析判斷；

（3）根據裝置不能漏氣解答；

（4）根據反應中產生的氫氣與硅的物質的量之間的關系解答；

（5）根據壓強對氣體體積的影響分析解答。

（1）根據裝置圖可判斷盛放稀硫酸的裝置為分液漏斗；由于在點燃的條件下Mg可以與O2、CO2反應發生化學反應生成氧化鎂、氧化鎂和碳，Mg與氫氣不能發生反應，因此可用氫氣作為保護氣，選用的藥品為稀硫酸和鋅粒，再用濃硫酸干燥，所以試管中的固體藥品可選用鋅粒，答案選b；

（2）Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4（硅烷），其反應的方程式為：Mg2Si+4HCl＝2MgCl2+SiH4↑，SiH4常溫下是一種不穩定、易自燃的氣體，反應的方程式為SiH4+2O2＝SiO2+2H2O，所以往反應后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星；

（3）反應中有氣體產生，所以實驗開始前應先檢查裝置氣密性；

（4）若取樣品Wg加入5mLNaOH(足量)充分反應。反應前量氣管液面讀數為V1mL，反應后為V2mL(實驗數據均轉化為標準狀況下)，則反應中產生氫氣的體積是（V1―V2―5）mL，物質的量是，根據1mol硅失去4mol電子可知消耗硅的物質的量是，質量是，因此樣品的純度為；

（5）若反應結束時讀數前未調節量氣裝置兩邊液面高度相平(右邊的液面高于左邊液面)，說明裝置內壓強大于外界大氣壓，因此V1偏小，則會導致實驗結果偏低。