Question

3．學習了元素周期律的有關知識后，某同學根據(jù)元素非金屬性與對應最高價含氧酸之間的關系，選擇由短周期元素組成的化合物設計了如圖1裝置來一次性完成同主族和同周期元素非金屬性強弱比較的實驗研究．
（1）寫出選用物質的化學式：BNa₂CO₃、CNa₂SiO₃．干燥管D的作用是防倒吸
（2）該裝置存在缺陷，請指出：硝酸具有揮發(fā)性，與生成的CO₂一起進入裝置C中，則無法證明C、Si的非金屬性強弱，改進的方法是：在B，C間連接一個裝有飽和NaHCO₃溶液 的洗氣瓶
（3）改進后，進行實驗．根據(jù)實驗目的，燒杯C中發(fā)生反應的離子方程式H₂O+CO₂+SiO₃^2-═H₂SiO₃↓+CO₃^2-，
（4）通過實驗得出的結論：元素非金屬性強弱順序為N＞C＞Si；從原子結構的角度簡要分析同周期元素性質遞變的原因：同周期元素核外電子層數(shù)相同，隨原子序數(shù)增大，核電荷數(shù)增大，原子核對核外電子的吸引能力逐漸增強，原子失去電子的能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強．

Answer 1

分析 （1）裝置中為強酸制備弱酸依此選擇試劑，C中為二氧化碳與硅酸鈉溶液的反應，裝置圖中D的上端體積較大，可以防倒吸；
（2）分析裝置圖可知，硝酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的硝酸會素二氧化碳進入裝置C，和硅酸鈉溶液反應生成沉淀分析，改進方法需要除去硝酸但不能引入雜質；
（3）通過比較酸性強弱來判斷非金屬性強弱，裝置中為強酸制備弱酸，碳酸酸性大于硅酸；
（4）通過比較酸性強弱來判斷非金屬性強弱，裝置中為強酸制備弱酸依此選擇試劑，根據(jù)同周期和同主族元素非金屬性的變化規(guī)律分析，最高價含氧酸酸性強弱即為非金屬性強弱；

解答 解：（1）通過比較酸性強弱來判斷非金屬性強弱，裝置中為強酸制備弱酸，A中試劑為稀硝酸，B中為碳酸鈣，C中為Na₂SiO₃溶液，試管C中為二氧化碳與硅酸鈉溶液的反應，其離子方程式為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-，由裝置圖可知，裝置圖中D的上端體積較大，可以防倒吸；
故答案為：Na₂CO₃，Na₂SiO₃，防倒吸；
（2）硝酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的硝酸會素二氧化碳進入裝置C，和硅酸鈉溶液反應，也會生成白色沉淀干擾判斷，無法證明C、Si的非金屬性強弱，改進措施是在B，C間連接一個裝有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶吸收硝酸，
故答案為：硝酸具有揮發(fā)性，與生成的CO₂一起進入裝置C中，則無法證明C、Si的非金屬性強弱，在B，C間連接一個裝有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶；
（3）試管C中為二氧化碳與硅酸鈉溶液的反應，其離子方程式為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-，
故答案為：H₂O+CO₂+SiO₃^2-═H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
（4）裝置中為強酸制備弱酸，A中試劑為稀硝酸，B中為碳酸鈣，C中為Na₂SiO₃溶液，通過實驗得出的結論：元素非金屬性強弱順序為：N＞C＞Si，同周期元素核外電子層數(shù)相同，隨原子序數(shù)增大，核電荷數(shù)增大，原子核對核外電子的吸引能力逐漸增強，原子失去電子的能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強，
故答案為：N＞C＞Si，同周期元素核外電子層數(shù)相同，隨原子序數(shù)增大，核電荷數(shù)增大，原子核對核外電子的吸引能力逐漸增強，原子失去電子的能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強．

點評 本題考查了元素非金屬性強弱的比較，側重于考查學生的實驗探究能力，題目難度中等．