Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證元素周期律．

Ⅰ．甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖裝置來(lái)一次性完成元素氮、碳、硅非金屬性強(qiáng)弱的比較。

（1）甲同學(xué)在連接好儀器后，加入藥品之前要檢查裝置氣密性。首先關(guān)閉_____，將導(dǎo)管伸入燒杯液面以下，再_____，如果C中______，則說(shuō)明________

（2）要證明氮、碳、硅非金屬性強(qiáng)弱，在A中加________溶液，B中加____溶液，C中加________溶液，將觀察到C中__________的現(xiàn)象．但老師認(rèn)為，該現(xiàn)象不足以證明三者非金屬性強(qiáng)弱，請(qǐng)用文字?jǐn)⑹隼碛?/span>_______。

（3）為避免上述問(wèn)題，應(yīng)在B、C之間增加一個(gè)盛有足量____（選填下列字母：A．濃鹽酸 B．濃NaOH溶液C．飽和Na2CO3溶液 D．飽和NaHCO3溶液）的洗氣裝置．改進(jìn)后C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________ ．

Ⅱ．丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖裝置來(lái)驗(yàn)證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律．A、B、C三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、濕潤(rùn)淀粉KI試紙、濕潤(rùn)紅紙．

（1）請(qǐng)寫(xiě)出濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)的離子方程式_________________

（2）A中棉花顏色變_______，則說(shuō)明非金屬性Cl＞Br；向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2充分反應(yīng)后，將所得溶液蒸干并灼燒，最后得到的物質(zhì)是_________

（3）丙同學(xué)利用此實(shí)驗(yàn)證明鹵素單質(zhì)氧化性：Cl2＞Br2＞I2，你認(rèn)為合理嗎____，（填“合理”或“不合理”）理由是___________ ．

Answer 1

【答案】分液漏斗活塞 微熱圓底燒瓶 有氣泡產(chǎn)生，冷卻至室溫有一段液柱 氣密性良好 HNO3 Na2CO3 Na2SiO3 白色渾濁 揮發(fā)出的硝酸可能和硅酸鈉反應(yīng) D SiO32-+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO32- 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 橙黃色 NaCl和KCl 不合理 有多余的氯氣，不能驗(yàn)證Br2和I2的氧化性強(qiáng)弱

【解析】

根據(jù)元素周期律中元素的非金屬性遞變規(guī)律及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律進(jìn)行分析。第I部分根據(jù)元素的最高價(jià)含氧酸的酸性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；第II部分是根據(jù)單質(zhì)的氧化性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ．甲同學(xué)設(shè)計(jì)了一次性完成元素氮、碳、硅非金屬性強(qiáng)弱的比較實(shí)驗(yàn)，則可以根據(jù)其最高價(jià)氧化物的水化物的酸性進(jìn)行設(shè)計(jì)，即酸性HNO3＞H2SiO3＞H2CO3。

（1）在連接好儀器后，加入藥品之前要檢查裝置氣密性。首先關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管伸入燒杯液面以下，再微熱圓底燒瓶，如果C中有氣泡產(chǎn)生，冷卻至室溫有一段液柱，則說(shuō)明氣密性良好。

（2）要證明氮、碳、硅非金屬性強(qiáng)弱，在A中加HNO3溶液，B中加碳酸鹽，可以是Na2CO3溶液，C中加可溶性的硅酸鹽溶液，可以是Na2SiO3溶液，將觀察到C中出現(xiàn)白色渾濁的現(xiàn)象，但該現(xiàn)象不足以證明三者非金屬性強(qiáng)弱，因?yàn)橄跛峋哂袚]發(fā)性，揮發(fā)出的硝酸可能和硅酸鈉反應(yīng)。

（3）為避免上述問(wèn)題，應(yīng)在B、C之間增加一個(gè)洗氣裝置，即盛有足量飽和NaHCO3溶液的洗氣裝置。

A．濃鹽酸也有揮發(fā)性，也會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)；

B．濃NaOH溶液會(huì)吸收CO2；

C．飽和Na2CO3溶液也會(huì)吸收CO2 ；

D．飽和NaHCO3溶液能吸收揮發(fā)出的硝酸，且能生成CO2，故只能選D。

改進(jìn)后C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是SiO32-+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO32- 。

Ⅱ．丙同學(xué)設(shè)計(jì)了驗(yàn)證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律根據(jù)圖中信息，可以判斷是通過(guò)比較其單質(zhì)的氧化性而設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。首先用濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)制備Cl2，然后Cl2分別與A、B、C三處的沾有NaBr溶液的棉花、濕潤(rùn)淀粉KI試紙、濕潤(rùn)紅紙反應(yīng)。

（1）濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 。

（2）A中發(fā)生置換反應(yīng)生成Br2，棉花顏色變?yōu)槌赛S色，則說(shuō)明非金屬性Cl＞Br；向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2充分反應(yīng)后，發(fā)生置換反應(yīng)生成Br2、I2、NaCl和KCl，將所得溶液蒸干并灼燒，Br2揮發(fā)為溴蒸氣跑掉，I2升華碘蒸氣跑掉，最后得到的物質(zhì)是難揮發(fā)的NaCl和KCl。

（3）丙同學(xué)利用此實(shí)驗(yàn)證明鹵素單質(zhì)氧化性：Cl2＞Br2＞I2，這是不合理的，原因是有多余的氯氣，不能證明Br2與KI發(fā)生了反應(yīng)，因此不能驗(yàn)證Br2和I2的氧化性強(qiáng)弱。