Question

(16分)已知SiO₂、SO₂和CO₂都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性。

Ⅰ.用如上图所示装置进行Mg和SO₂的实验，其中A是制备SO₂的发生装置。
⑴选择制取SO₂的合适试剂____________。（填序号）
①10%的H₂SO₄溶液   ②80%的H₂SO₄溶液　③Na₂SO₃固体    ④CaSO₃固体
⑵写出装置B中发生的主要反应的化学方程式_______________________________。装置C中NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。
⑶请画出制备SO₂的发生装置并注明主要仪器的名称，固定仪器省略不画。
(4)你认为该装置不足之处是什么？
Ⅱ.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究，它们以课本为基础，查阅资料得到以下可供参考的信息：
①工业上在高温时用C还原SiO₂可制得Si 　　　②Mg在点燃的条件下即可与SiO₂反应
③金属硅化物与稀H₂SO₄反应生成硫酸盐与SiH₄④Si和SiO₂均不与稀H₂SO₄反应
⑤SiH₄在空气中自燃
他们在研究报告中记载着“……选用合适的物质在适宜的条件下充分反应；再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量……在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的63%左右”。
⑸该小组“实验室制Si”的化学方程式是_____________________   ________      。
(6)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是____    。

Answer 1

（1）②③
（2）3Mg+SO₂2MgO+MgS（或写成2Mg+SO₂2MgO+S、Mg+SMgS）
吸收SO₂，防止污染空气
(3)

（4）在A和B之间未连接一干燥装置；C装置未与大气相通；在镁下方未垫一不锈钢片，镁能与玻璃管反应；未设计防倒吸装置（任写两点即可）
（5）2Mg+SiO₂2MgO+Si
(6)金属镁与生成的硅继续生成硅化镁：2Mg＋SiMg₂Si，硅化镁与稀硫酸反应生成：Mg₂Si＋2H₂SO₄=MgSO₄＋SiH₄↑，SiH₄自燃：SiH₄＋2O₂=SiO₂＋2H₂O

：（1）因SO₂的溶解度较大，应选用浓度较大的H₂SO₄溶液；为了使反应顺利进行须选择Na₂SO₃固体与硫酸反应（CaSO₃固体与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水）；
（2）根据Mg与CO₂的反应知：Mg与SO₂反应能生成氧化镁与单质硫，但单质硫能与镁反应生成硫化镁；
SO₂有毒，污染环境，可用碱液来吸收
(3)参见答案
（4）SiO₂、CO₂都是酸性氧化物，所以镁与玻璃中的二氧化硅能发生反应，镁不能与玻璃管直接接触；又因为镁与钠的性质相似，能与水反应，因此A、B间应加干燥装置；从整个装置看是完全封闭的，这是不允许的，因此C应与大气相通．
（5）由“Mg在点燃的条件下即可与SiO₂反应”可知：2Mg+SiO₂2MgO+Si
(6)金属镁与生成的硅继续生成硅化镁，硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃即：
2Mg＋SiMg₂Si    Mg₂Si＋2H₂SO₄=MgSO₄＋SiH₄↑    SiH₄＋2O₂=SiO₂＋2H₂O