Question

【題目】某同學設計實驗以探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，實驗裝置如圖所示。

實驗Ⅰ：根據(jù)元素最高價含氧酸的酸性強弱探究元素非金屬性遞變規(guī)律。

已知A裝置的燒瓶里裝有大理石，分液漏斗里裝有稀HNO3，B裝置中裝有飽和碳酸氫鈉溶液，裝置C中裝有Na2SiO3溶液，試回答：

（1）A中反應的離子方程式為________________________________________________，C中可觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________________。

（2）B裝置的作用是__________________。

（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象推知碳、硅、氮三種元素非金屬性的強弱順序是_____________________。

實驗Ⅱ：已知常溫下高錳酸鉀與濃鹽酸混合可產(chǎn)生氯氣，利用該裝置探究氯和溴元素的非金屬性強弱。

（4）寫出B裝置中發(fā)生反應的離子方程式：________________________________________。

（5）C裝置的作用是_______________________________________。

（6）實驗結(jié)論：氧化性：_________________，非金屬性：___________________。

Answer 1

【答案】CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 溶液變渾濁 除去二氧化碳中混有的硝酸蒸氣 N＞C＞Si Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－ 吸收尾氣，防止污染環(huán)境 Cl2＞Br2 Cl＞Br

【解析】

實驗Ⅰ：元素最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素非金屬性強弱，酸性越強，非金屬性越強，A中反應是碳酸鈣和稀硝酸反應生成二氧化碳，證明氮非金屬性大于碳；B裝置是為了吸收揮發(fā)出的硝酸蒸氣，避免影響證明碳的非金屬性大于硅的實驗，C中為Na2SiO3溶液，二氧化碳通入硅酸鈉溶液反應生成硅酸沉淀，證明碳的非金屬性大于硅；

實驗Ⅱ：探究氯、溴的非金屬性強弱的遞變規(guī)律，根據(jù)實驗裝置圖可知，實驗原理為A裝置：濃鹽酸與高錳酸鉀反應生成氯氣，氯氣通入裝置B：溴化鉀溶液中，溶液出現(xiàn)紅色，有溴單質(zhì)生成，說明氯的非金屬性強于溴，裝置中揮發(fā)出來的溴或氯氣都有毒，會污染空氣，所以要用裝置C：氫氧化鈉溶液吸收。

(1)A中反應是碳酸鈣和稀硝酸反應生成二氧化碳，反應的離子方程式為：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，根據(jù)強酸制取弱酸的原理，硝酸的酸性強于碳酸，硝酸、碳酸分別為N、C的最高價含氧酸，所以可證明氮非金屬性大于碳，C中為Na2SiO3溶液，通入二氧化碳反應生成硅酸沉淀，根據(jù)強酸制取弱酸的原理，碳酸的酸性強于硅酸，碳酸、硅酸分別為C. Si的最高價含氧酸，所以可證明碳的非金屬性大于硅，C裝置中觀察到溶液變渾濁；

(2)硝酸易揮發(fā)，制取的二氧化碳中含有硝酸，若不除去硝酸，無法說明C裝置中觀察到溶液變渾濁是硝酸和硅酸鹽反應，還是碳酸和硅酸鹽反應，所以B裝置是為了吸收揮發(fā)出的硝酸蒸氣；

(3)A中反應是碳酸鈣和稀硝酸反應生成二氧化碳，C中為Na2SiO3溶液，通入二氧化碳反應生成硅酸沉淀，證明碳酸的酸性強于硅酸，所以碳酸、硝酸、硅酸的酸性強弱順序是硝酸、碳酸、硅酸，根據(jù)實驗現(xiàn)象和元素最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素非金屬性強弱，酸性越強，非金屬性越強，推知C、N、Si三種元素非金屬性的強弱為N＞C＞Si；

(4)A裝置：濃鹽酸與高錳酸鉀反應生成氯氣2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，氯氣通入裝置B:溴化鉀溶液中，2Br+Cl2Br2+2Cl溶液出現(xiàn)紅色，有溴單質(zhì)生成，說明氯的非金屬性強于溴；

(5)裝置中揮發(fā)出來的溴或氯氣都有毒，會污染空氣，氫氧化鈉能吸收溴單質(zhì)、氯氣，所以要用裝置C:氫氧化鈉溶液吸收；

(6)單質(zhì)的氧化性越強，則元素非金屬性越強，根據(jù)反應：Cl2+2Br═Br2+2Cl，得到氧化性：Cl2＞Br2，非金屬性：Cl＞Br。