Question

【題目】某實驗小組設(shè)計了如下裝置對焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。

已知：PdCl2溶液可用于檢驗CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO + PdCl2 + H2O = CO2 + 2HCl + Pd↓

（產(chǎn)生黑色金屬鈀粉末，使溶液變渾濁）。

（1）實驗時要通入足夠長時間的N2，其原因是_ 。

（2）裝置B的作用是_ 。

（3）裝置C、D中所盛試劑分別為_ ___ 、_ ___，若裝置C、D中溶液均變渾濁，且經(jīng)檢測兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ 。

（4）該裝置的缺點是_ 。

（5）資料表明，上述反應(yīng)在焦炭過量時會生成副產(chǎn)物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反應(yīng)后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體13．44 L，假定氣體產(chǎn)物只有CO，固體產(chǎn)物只有Si和SiC，則Si和SiC的物質(zhì)的量之比為_ 。

（6）設(shè)計實驗證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)：_ 。

Answer 1

【答案】（1）避免空氣中的O2、CO2、水蒸氣對實驗產(chǎn)生干擾（2分）

（2）作安全瓶，防止倒吸（1分）

（3）澄清石灰水（1分）；PdCl2溶液（1分）；3SiO2＋ 4C ="====" 2CO2↑ ＋ 2CO↑ ＋ 3Si（2分）

（4）無尾氣吸收裝置（2分）

（5）2：1（2分）

（6）向Na2SiO3溶液中通入CO2氣體，溶液變渾濁（2分）

【解析】（1）碳與二氧化硅反應(yīng)要在高溫下進(jìn)行，而高溫下碳與空氣中氧氣反應(yīng)，所以實驗時要將裝置中的空氣排盡，所以實驗時要通人足夠長時間的N2，

（2）根據(jù)裝置圖可知，B裝置可以作安全瓶，防止倒吸，

（3）根據(jù)元素守恒，碳與二氧化硅反應(yīng)可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C裝置用來檢驗有沒有二氧化碳，D裝置用來檢驗一氧化碳，所以置C、D中所盛試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液；若裝置C、D中溶液均變渾濁，說明既有二氧化碳又有一氧化碳，檢測兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，根據(jù)元素守恒可知化學(xué)方程式為3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si，

（4）一氧化碳有毒，有能排放到空氣中，而該裝置沒有尾氣吸收裝置將CO吸收，故答案為：沒有尾氣吸收裝置將CO吸收．

（5）取18g Si02物質(zhì)的量==0.3mol，8.4g焦炭物質(zhì)的量==0.7mol，充分反應(yīng)后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體13.44L，物質(zhì)的量==0.6mol，假定氣體產(chǎn)物只有CO，固體產(chǎn)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的物質(zhì)的量之比為0.2mol：0.1mol=2：1

（6）驗證碳酸、硅酸的酸性強(qiáng)弱，產(chǎn)生的CO2氣體先通過飽和的碳酸氫鈉溶液除去混有的雜質(zhì)氣體，然后再通入硅酸鈉溶液發(fā)生反應(yīng)CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓，說明酸性H2CO3＞H2SiO3