Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計了如圖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(yàn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)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______。

Answer 1

【答案】將裝置中的空氣排盡，避免空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾 作安全瓶，防止倒吸 澄清石灰水 PdCl2溶液 3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si 缺少尾氣處理裝置 2∶1

【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(shí)驗(yàn)時要將裝置中的空氣排盡；

（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(yàn)有沒有二氧化碳，D裝置用來檢驗(yàn)一氧化碳；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)元素守恒可寫出化學(xué)方程式；

（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；

（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，Si+C=SiC，依據(jù)化學(xué)方程式計算；

（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(shí)驗(yàn)時要將裝置中的空氣排盡，所以實(shí)驗(yàn)時要通人足夠長時間的N2，

故答案為：要用氮?dú)鈱⒀b置中的空氣排盡，避免空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾；

（2）根據(jù)裝置圖可知，B裝置可以作安全瓶，防止倒吸

故答案為：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(yàn)有沒有二氧化碳，D裝置用來檢驗(yàn)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；

故答案為：澄清石灰水；PdCl2溶液；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；

故答案為：2：1；