碳和硅的性质类似。碳的最简略的氢化物为甲烷,硅的最简略的氢化物为甲硅烷(SiH
)。甲硅烷是一种无色无味的气体(其密度比空气大),不易溶于水,其化学性质比甲烷生动。在试验室里制取甲硅烷的办法是:将白皙的细沙(SiO
Si)和白色的氧化镁后冷却到室温,然后取一定量的灼烧后的残留物,置于制取甲硅烷的设备中,滴加稀盐酸后当即有甲硅烷气体逸出,并敏捷地自燃。
(2)制取甲硅烷的设备与制取________(填“氧气”“氢气”或“氯气”)的设备类似。
(3)参加稀盐酸之前应向密闭设备中通入一瞬间氮气,其意图是______________。
(4)搜集甲硅烷气体只能选用________法,是由于________。搜集完甲硅烷气体后不能直接将导气管从水槽中取出,这是为防止________,正确的操作办法是________________。
(5)为了研讨甲硅烷的化学性质,进行如下试验:①将甲硅烷通入少数的高锰酸钾酸性溶液中,发现有二氧化锰生成,一起还生成了一切气体中最轻的气体,然后经测定得知所得溶液为无色的硅酸钾(K2SiO3)溶液,该反响的化学方程式为_______________________。②将甲硅烷通入少数的硝酸银溶液,发现有沉积生成,然后经测定得知沉积为混合物,其中有二氧化硅。向充沛反响后的溶液中滴入几滴稀盐酸,未发现有白色沉积生成;向反响后的原溶液中滴入几滴碳酸钠溶液,却发现有气泡敏捷放出。则将甲硅烷通入硝酸银溶液中,发生反响的化学方程式为____________________________________。
(6)制完甲硅烷后,查验设备中是否有残留的甲硅烷的办法是_________________________。
(1)依题意,硅化镁与盐酸的反响可类比硫化亚铁与盐酸的反响,甲硅烷在空气中自燃可类比甲烷在空气中焚烧,化学方程式为SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si Mg2Si+4HCl====2MgCl2+SiH4↑ MgO+2HCl====MgCl2+H2O SiH4+2O2====SiO2+2H2O。(2)制取甲硅烷的原理是“固体+液体气体”,类似于制氢气的设备。(3)由于甲硅烷在空气中易自燃,所以制取甲硅烷必须在阻隔空气的条件下进行,通入氮气的意图是为了排尽设备内的空气。(4)甲硅烷易与氧气反响,只能用排水法搜集。搜集完甲硅烷气体后,不能直接将导气管从水槽中取出,这是为防止空气进入设备,引起剩余甲硅烷自燃而发生爆炸。正确的操作办法是:通入氮气排尽设备内的甲硅烷气体,然后再把导气管从水中取出。(5)依题意,甲硅烷与高锰酸钾溶液反响生成二氧化锰、氢气、硅酸钾和水。化学方程式为SiH4+2KMnO4====2MnO2↓+H2+K2SiO3+H2O。剖析甲硅烷中硅元素化合价可知,它呈-4价,因而甲硅烷具有强还原性,能将硝酸银中+1价的银还原成银单质。向反响后的溶液中滴加盐酸,无白色沉积生成,阐明溶液中无银离子;向反响后的溶液中滴加碳酸钠溶液,发生气泡,阐明原反响后溶液中有酸生成。故化学方程式为SiH4+8AgNO3+2H2O====SiO2↓+8Ag↓+8HNO3。(6)制取完甲硅烷后,使用甲硅烷具有强还原性,能够通入高锰酸钾酸性溶液,若溶液紫红色褪去,阐明还有甲硅烷;若溶液紫红色没有改变,则设备内无甲硅烷。