Question

【題目】某研究性學習小組設(shè)計了一組實驗來探究元素周期律。

甲同學根據(jù)元素非金屬性與對應(yīng)最高價含氧酸之間的關(guān)系，設(shè)計了如圖1裝置來一次性完成同主族元素非金屬性強弱比較的實驗研究；

乙同學設(shè)計了如圖2裝置來驗證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，A、B、C三處分別是蘸有溴化鈉溶液的棉花、濕潤的淀粉碘化鉀試紙、濕潤的紅色紙條。

已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應(yīng)生成氯氣；

可選擇的試劑有：大理石、碳酸鈉粉末、濃鹽酸、稀硝酸、硅酸鈉溶液。

（1）甲同學實驗中（圖1）：

①從給出試劑中選出最佳物質(zhì)（填化學式）：A________，B________。

②燒杯C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。

（2）乙同學實驗中（圖2）：

①寫出A處反應(yīng)的離子方程式________________________。

②B處實驗現(xiàn)象是________________________。

③若高錳酸鉀的還原產(chǎn)物為Mn2＋，當有0.04 mol高錳酸鉀參加反應(yīng)時，則可生成標準狀況下的氯氣的體積為______________________。

Answer 1

【答案】HNO3 CaCO3 CO2＋SiO32-＋H2O===H2SiO3↓＋CO32- Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ 試紙變藍 2.24 L

【解析】

（1）根據(jù)信息知道：甲同學根據(jù)元素非金屬性與對應(yīng)最高價含氧酸之間的關(guān)系如圖1裝置來一次性完成N、C、Si三種非金屬元素的非金屬性強弱比較，根據(jù)強酸制弱酸來回答即可；

（2）根據(jù)氧化性強的單質(zhì)可以將氧化性弱的單質(zhì)從其鹽中置換出來結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)物確定實驗現(xiàn)象，根據(jù)化學方程式計算氯氣體積，或者得失電子數(shù)相等列關(guān)系式計算。

（1）甲同學實驗中（圖1）：

①根據(jù)題干信息：甲同學根據(jù)元素非金屬性與對應(yīng)最高價含氧酸之間的關(guān)系，設(shè)計了如圖1裝置來一次性完成同主族元素非金屬性強弱比較的實驗研究，硝酸的酸性強于碳酸，碳酸酸性強于硅酸，最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性越強，則原子的非金屬性越強，所以A為稀硝酸，B為碳酸鈣，C為硅酸鈉；

答案： HNO3 CaCO3

②圖1燒杯中為二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀和碳酸鈉，其反應(yīng)的離子方程式為：SiO32-+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO32-；

答案：CO2＋SiO32-＋H2O===H2SiO3↓＋CO32-

（2）乙同學實驗中（圖2）：

①根據(jù)題干信息：乙同學設(shè)計了如圖裝置來驗證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，所以乙同學的實驗原理是同主族單質(zhì)氧化性越強陰離子還原性越弱，對應(yīng)元素非金屬越強，高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)會產(chǎn)生氯氣，氯氣具有氧化性，能將溴離子，碘離子氧化為對應(yīng)的，即A處：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；

答案：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。
②B處反應(yīng)：Cl2+2I-=2Cl-+I2，所以B處的現(xiàn)象變藍，剩余的氯氣能使?jié)駶櫦t紙褪色；

答案：試紙變藍
③若高錳酸鉀的還原產(chǎn)物為Mn2＋，當有0.04 mol高錳酸鉀參加反應(yīng)時，則可生成標準狀況下的氯氣的體積為______________________。

根據(jù)得失電子數(shù)相等列關(guān)系式：設(shè)氯氣生成nmol

2KMnO4～5Cl2

2mol 5mol

0.04mol nmol

n= =0.1mol

V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；

答案：2.24L。