Question

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

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

（產生黑色金屬鈀粉末，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，且經檢測兩氣體產物的物質的量相等，則該反應的化學方程式為_ 。

（4）該裝置的缺點是_ 。

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

（6）設計實驗證明碳酸的酸性比硅酸的強：_ 。

Answer 1

【答案】（1）避免空氣中的O2、CO2、水蒸氣對實驗產生干擾（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）碳與二氧化硅反應要在高溫下進行，而高溫下碳與空氣中氧氣反應，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，檢測兩氣體產物的物質的量相等，根據(jù)元素守恒可知化學方程式為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物質的量==0.3mol，8.4g焦炭物質的量==0.7mol，充分反應后收集到標準狀況下的氣體13.44L，物質的量==0.6mol，假定氣體產物只有CO，固體產物只有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的物質的量之比為0.2mol：0.1mol=2：1

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