Question

【題目】工業(yè)上通常利用SiO2 和碳反應(yīng)來制取硅，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________。

工業(yè)上還可以利用鎂制取硅，反應(yīng)為2Mg+SiO2 = 2MgO+Si，同時(shí)會發(fā)生副反應(yīng)：2Mg + Si = Mg2Si。如圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，試回答下列問題：

（1）由于O2和H2O（g）的存在對該實(shí)驗(yàn)有較大影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣，試管中的固體藥品可選用________(填序號)。

a．石灰石　　　b．鋅�！　　�c．純堿

（2）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，必須先通一段時(shí)間X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是 ___________________________；當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后，移走酒精燈，反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，其原因是______________________。

（3）反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時(shí)，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4（硅烷）氣體，然后SiH4自燃．用化學(xué)方程式表示這兩個(gè)反應(yīng)①________________________②___________________．

Answer 1

【答案】SiO2 + 2C Si + 2CO↑b防止加熱條件下H2與空氣混合爆炸Mg與SiO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)Mg2Si＋4HCl= 2MgCl2＋SiH4↑SiH4＋2O2 = SiO2↓＋2H2O

【解析】

試題分析：碳和二氧化硅反應(yīng)生成硅和CO，據(jù)此書寫方程式；

Mg為活潑金屬，在空氣中點(diǎn)燃可以和O2、CO2、H2O反應(yīng)，在工業(yè)中利用鎂制取硅：需排盡裝置中的空氣，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣，X由稀硫酸制得，根據(jù)題干（1）信息可知，用鋅和稀硫酸制得的氫氣排空裝置中的空氣，氫氣和空氣的混合氣體燃燒會發(fā)生爆炸，所以反應(yīng)開始前應(yīng)該先通氫氣排盡裝置中的空氣，X為氫氣，通過濃硫酸進(jìn)行干燥，據(jù)此分析解答。

解析：碳和二氧化硅在高溫下反應(yīng)生成硅和CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2 + 2C Si + 2CO↑。

（1）Mg可以與CO2、N2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，Mg與氫氣不能發(fā)生反應(yīng)，因此可用氫氣作為保護(hù)氣；選用的藥品為稀硫酸和鋅粒，再用濃硫酸干燥，答案選b；

（2）裝置中有空氣，若不用氫氣排空裝置中的空氣，氫氣和空氣的混合氣體燃燒會發(fā)生爆炸，所以反應(yīng)開始前應(yīng)該先通氫氣排盡裝置中的空氣；Mg與SiO2反應(yīng)的條件是加熱，當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后，移走酒精燈，反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，這說明Mg與SiO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)；

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