Question

某研究小組查閱資料得知以SiO₂和Mg為原料可制備單質Si，他們在實驗室中進行了該實驗，結果發(fā)現(xiàn)產物中只有甲和乙兩種化合物，化合物甲可做耐火材料，取15.2g化合物乙溶于400mL2.0mol/L鹽酸，恰好完全反應生成氣體丙和MgCl₂溶液，已知生成的氣體丙折合成標準狀況下的體積為4.48L，請回答下列問題：
（1）甲的電子式為

 

，氣體丙的空間構型為

 

．
（2）化合物乙與鹽酸反應的離子方程式為

 

．
（3）常溫常壓下，實驗中所生成的氣體丙在氧氣中完全燃燒，放出286KJ的熱量．反應的熱化學方程式為

 

．
（4）該研究小組蒸干MgCl₂溶液并繼續(xù)加熱一段時間，初步分析所得固體產物中不含氯元素，試分析該固體可能的成分并設計實驗探究其成分：

 

．
（5）推測以SiO₂和Al為原料

 

（填“能”或“不能”）制得單質Si，判斷理由是

 

．

Answer 1

考點：電子式,離子方程式的書寫,判斷簡單分子或離子的構型,反應熱和焓變

專題：

分析：SiO₂和Mg為原料可制備單質Si，他們在實驗室中進行了該實驗，結果發(fā)現(xiàn)產物中只有甲和乙兩種化合物，化合物甲可做耐火材料，可知甲為氧化鎂，由質量守恒可知，另一種化合物為含硅鎂元素，氣體丙的物質的量為：

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，化合物乙的摩爾質量為：

15.2g

0.2mol

=76g/mol，硅的摩爾質量為28g/mol，鎂的摩爾質量為24g/mol，故乙的化學式為：Mg₂Si，硅化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和硅烷．
（1）甲為氧化鎂，丙為硅烷，按要求作答；
（2）硅化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和硅烷；
（3）計算1mol硅烷燃燒放出的熱量，書寫熱化學方程式；
（4）加熱過程中氯化鎂水解生成氫氧化鎂和氯化氫，氯化氫易揮發(fā)，故若不含氯離子，則所得化合物為氫氧化鎂或氧化鎂或二者混合物，根據(jù)氧化鎂和氫氧化鎂性質不同區(qū)分；
（5）可類比鎂的性質分析．

解答： 解：SiO₂和Mg為原料可制備單質Si，他們在實驗室中進行了該實驗，結果發(fā)現(xiàn)產物中只有甲和乙兩種化合物，化合物甲可做耐火材料，可知甲為氧化鎂，由質量守恒可知，另一種化合物為含硅鎂元素，氣體丙的物質的量為：

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，化合物乙的摩爾質量為：

15.2g

0.2mol

=76g/mol，硅的摩爾質量為28g/mol，鎂的摩爾質量為24g/mol，故乙的化學式為：Mg₂Si，硅化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和硅烷．
（1）甲為氧化鎂，電子式為：，丙為硅烷，和甲烷結構相似為正四面體結構；
故答案為：；正四面體；
（2）硅化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和硅烷，反應離子方程式為：Mg₂Si+4H⁺=Mg²⁺+SiH₄↑
故答案為：Mg₂Si+4H⁺=Mg²⁺+SiH₄↑；
（3）1mol硅烷燃燒放出的熱量為：286KJ×

1mol

0.2mol

=1430KJ/mol，熱化學方程式為：SiH₄（g）+2O₂（g）=SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1430KJ/mol，
故答案為：SiH₄（g）+2O₂（g）=SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1430KJ/mol；
（4）加熱過程中氯化鎂水解生成氫氧化鎂和氯化氫，氯化氫易揮發(fā)，故若不含氯離子，則所得化合物為氫氧化鎂或氧化鎂或二者混合物；
由于氧化鎂穩(wěn)定，氫氧化鎂不穩(wěn)定易分解，故可采取加熱灼燒方法來區(qū)別，若加熱灼燒后固體質量不變，則固體成分為氧化鎂，若固體質量減輕，可根據(jù)前后質量差判斷成分；
故答案為：稱取一定質量的樣品于坩堝中，充分灼燒至恒重，若質量不變則為氧化鎂，若質量減輕可根據(jù)前后質量判斷樣品成分；
（5）鋁性質與鎂相似，具有較強還原性，故鋁可還原硅，也可認為鋁的還原性比鎂若，不能置換出硅；
故答案為：能，因鋁的性質與鎂相似，都具有較強還原性；不能，因為鋁的還原性比鎂弱．

點評：本題為信息題，考查了物質的推斷，化學用語書寫，物質的檢驗等，難度較大，推斷物質是關鍵，要綜合題給信息解題．