Question

某同學為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設計了如下系列實驗．
Ⅰ．驗證同周期主族元素金屬性和非金屬性的變化規(guī)律
（1）將鈉、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的同濃度的鹽酸中，試預測實驗結(jié)果：

 

與鹽酸反應最劇烈，

 

與鹽酸反應的速度最慢；

 

與鹽酸反應產(chǎn)生的氣體最多．
（2）向Na₂S溶液中通入氯氣出現(xiàn)黃色渾濁，可證明Cl的非金屬性比S強，反應的離子方程式為

 

．
Ⅱ．利用如圖裝置驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律
（3）儀器B的名稱為

 

，干燥管D的作用為防止

 

．
（4）若要證明非金屬性：Cl＞I，則A中加濃鹽酸，B中加KMnO₄（KMnO₄與濃鹽酸常溫下反應生成氯氣），C中加淀粉碘化鉀混合溶液，觀察到C中溶液

 

的現(xiàn)象，即可證明．從環(huán)境保護的觀點考慮，此裝置缺少尾氣處理裝置，可用

 

溶液吸收尾氣．
（5）若要證明非金屬性：C＞Si，則在A中加鹽酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液觀察到C中溶液

 

的現(xiàn)象，即可證明．但有的同學認為鹽酸具有揮發(fā)性，可進入C中干擾實驗，應在兩裝置間添加裝有

 

溶液的洗氣瓶除去．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計,探究鹵素單質(zhì)間的置換反應

專題：實驗題

分析：（1）同一周期元素，元素的金屬性隨著原子序數(shù)的增大而減弱，元素的金屬性越強，其單質(zhì)與酸反應越劇烈；失電子越多的金屬單質(zhì)，該金屬單質(zhì)與酸反應生成的氫氣越多；
（2）氯氣具有強氧化性，能將硫離子氧化為S單質(zhì)；
（3）B儀器是錐形瓶；有緩沖裝置的儀器能防止倒吸；
（4）氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化為碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍色；氯氣有毒，不能直接排空，但能和堿溶液反應生成鹽；
（5）二氧化碳和硅酸鈉反應生成難溶性的硅酸；氯化氫具有揮發(fā)性，導致生成的二氧化碳中含有HCl，從而造成干擾，可以用飽和的碳酸氫鈉溶液吸收HCl．

解答： 解：（1）鈉、鎂、鋁為同周期金屬元素，金屬性依次減弱，故鈉與鹽酸反應最劇烈，鋁與鹽酸反應最緩慢；根據(jù)得失電子守恒，失去的電子數(shù)越多，產(chǎn)生的氣體越多，故鋁與鹽酸反應生成的氫氣最多，故答案為：鈉；鋁；鋁；
（2）氯氣具有強氧化性，氯氣和Na₂S反應生成NaCl和單質(zhì)硫，離子方程式為：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-，故答案為：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-；
（3）B儀器名稱是錐形瓶，干燥管上部空間大，有緩沖作用，能防止倒吸現(xiàn)象，故答案為：錐形瓶；倒吸；
（4）KMnO₄與濃鹽酸反應生成氯氣，氯氣與淀粉碘化鉀混合溶液反應生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍色，氯氣作氧化劑、碘是氧化產(chǎn)物，所以氧化性：氯氣＞碘；過量的氯氣會逸散到空氣中，污染環(huán)境，可用堿液吸收，故答案為：變藍；NaOH；
（5）碳酸和硅酸鈉反應生成硅酸沉淀和碳酸鈉，所以C中有白色沉淀生成；碳酸鈣和鹽酸反應是放熱反應，放出的熱量促進氯化氫揮發(fā)，導致制取的二氧化碳中含有HCl，HCl和硅酸鈉反應生成硅酸，從而對二氧化碳產(chǎn)生干擾，為防止干擾，用飽和的碳酸氫鈉溶液除去HCl，所以應在兩裝置間添加裝有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶除去，
故答案為：有白色沉淀生成；飽和NaHCO₃．

點評：本題考查了實驗方案設計，涉及金屬、非金屬性強弱的探究，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關鍵，同時考查學生靈活運用知識解答問題的能力，題目難度不大．