Question

10．某研究性學習小組設(shè)計了一組實驗驗證元素周期律．
（Ⅰ）甲同學在a、b、c三只燒杯里分別加入50mL水，再分別滴加幾滴酚酞溶液，依次加入大小相近的鋰、鈉、鉀塊，觀察現(xiàn)象．
甲同學設(shè)計實驗的目的是鋰、鈉、鉀的活動性（或同一主族，從上到下元素的金屬性逐漸增強），燒杯c（填字母）中的反應最劇烈．
（Ⅱ）乙同學設(shè)計實驗驗證非金屬元素的非金屬性越強，對應的最高價含氧酸的酸性就越強．他設(shè)計了如圖裝置以驗證氮、碳、硅元素的非金屬性強弱．
乙同學設(shè)計的實驗可直接證明三種酸的酸性強弱，已知A是強酸，常溫下可與銅反應；B是塊狀固體；打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到有白色沉淀生成．
（1）寫出所選用物質(zhì)的化學式：A：HNO₃；B：CaCO₃； C：Na₂SiO₃（或K₂SiO₃）．
（2）寫出燒杯中發(fā)生反應的離子方程式：CO₂+SiO₃^2-+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-
（3）該裝置存在著某個缺陷，改進的方法是在B、C之間增加一個盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶．

Answer 1

分析 （Ⅰ）這幾種金屬單質(zhì)都能與水反應生成氫氣，但反應劇烈程度不同，劇烈程度不同說明金屬的活潑性不同；金屬的金屬性越強，其單質(zhì)與水或酸反應越劇烈；
（Ⅱ）（1）強酸能和弱酸鹽反應生成弱酸，要證明N、C、Si元素非金屬性強弱，可以用硝酸和碳酸鹽反應、然后用生成的二氧化碳與可溶性硅酸鹽反應來證明；
（2）CO₂、H₂O和可溶性硅酸鹽反應生成硅酸沉淀同時生成碳酸鹽或碳酸氫鹽；
（3）硝酸具有揮發(fā)性，所以生成的二氧化碳中含有硝酸，硝酸和可溶性硅酸鹽反應生成難溶性的硅酸，則影響二氧化碳和硅酸鹽溶液的反應．

解答 解：（Ⅰ）這幾種金屬單質(zhì)都能與水反應生成氫氣，但反應劇烈程度不同，劇烈程度不同說明金屬的活潑性不同，所以該實驗目的是驗證鋰、鈉、鉀的活動性（或同一主族，從上到下元素的金屬性逐漸增強）；金屬的金屬性越強，其單質(zhì)與水或酸反應越劇烈，這幾種金屬的金屬性最強的是K，則c中反應最劇烈，
故答案為：鋰、鈉、鉀的活動性（或同一主族，從上到下元素的金屬性逐漸增強）；c；
（Ⅱ）（1）強酸能和弱酸鹽反應生成弱酸，要證明N、C、Si元素非金屬性強弱，可以用硝酸和碳酸鹽反應、然后用生成的二氧化碳與可溶性硅酸鹽反應來證明，所以A中是HNO₃、B中是碳酸鈣、C中是Na₂SiO₃（或K₂SiO₃）
，故答案為：HNO₃；CaCO₃；Na₂SiO₃（或K₂SiO₃）；
（2）CO₂、H₂O和可溶性硅酸鹽反應生成硅酸沉淀同時生成碳酸鹽或碳酸氫鹽，則離子方程式為CO₂+SiO₃^2-+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案為：CO₂+SiO₃^2-+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
（3）硝酸具有揮發(fā)性，所以生成的二氧化碳中含有硝酸，硝酸和可溶性硅酸鹽反應生成難溶性的硅酸，則影響二氧化碳和硅酸鹽溶液的反應，所以其改進方法為在B、C 之間增加一個盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶，
故答案為：在B、C 之間增加一個盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶．

點評 本題考查探究性質(zhì)實驗方案設(shè)計，為高頻考點，側(cè)重考查學生實驗探究及實驗設(shè)計能力，明確實驗原理、物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，會根據(jù)實驗目的選取合適的實驗試劑，注意從實驗操作和實驗評價方面分析解答，題目難度不大．