Question

【題目】某研究性學習小組設計了一組實驗驗證元素周期律．

Ⅰ．甲同學設計了如下圖裝置來一次性完成元素氮、碳、硅非金屬性強弱的比較。

（1）甲同學在連接好儀器后，加入藥品之前要檢查裝置氣密性。首先關閉_____，將導管伸入燒杯液面以下，再_____，如果C中______，則說明________

（2）要證明氮、碳、硅非金屬性強弱，在A中加________溶液，B中加____溶液，C中加________溶液，將觀察到C中__________的現(xiàn)象．但老師認為，該現(xiàn)象不足以證明三者非金屬性強弱，請用文字敘述理由_______。

（3）為避免上述問題，應在B、C之間增加一個盛有足量____（選填下列字母：A．濃鹽酸 B．濃NaOH溶液C．飽和Na2CO3溶液 D．飽和NaHCO3溶液）的洗氣裝置．改進后C中發(fā)生反應的離子方程式是__________ ．

Ⅱ．丙同學設計了如下圖裝置來驗證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律．A、B、C三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、濕潤淀粉KI試紙、濕潤紅紙．

（1）請寫出濃鹽酸與高錳酸鉀反應的離子方程式_________________

（2）A中棉花顏色變_______，則說明非金屬性Cl＞Br；向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2充分反應后，將所得溶液蒸干并灼燒，最后得到的物質(zhì)是_________

（3）丙同學利用此實驗證明鹵素單質(zhì)氧化性：Cl2＞Br2＞I2，你認為合理嗎____，（填“合理”或“不合理”）理由是___________ ．

Answer 1

【答案】分液漏斗活塞 微熱圓底燒瓶 有氣泡產(chǎn)生，冷卻至室溫有一段液柱 氣密性良好 HNO3 Na2CO3 Na2SiO3 白色渾濁 揮發(fā)出的硝酸可能和硅酸鈉反應 D SiO32-+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO32- 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 橙黃色 NaCl和KCl 不合理 有多余的氯氣，不能驗證Br2和I2的氧化性強弱

【解析】

根據(jù)元素周期律中元素的非金屬性遞變規(guī)律及氧化還原反應的規(guī)律進行分析。第I部分根據(jù)元素的最高價含氧酸的酸性設計實驗；第II部分是根據(jù)單質(zhì)的氧化性設計實驗。

Ⅰ．甲同學設計了一次性完成元素氮、碳、硅非金屬性強弱的比較實驗，則可以根據(jù)其最高價氧化物的水化物的酸性進行設計，即酸性HNO3＞H2SiO3＞H2CO3。

（1）在連接好儀器后，加入藥品之前要檢查裝置氣密性。首先關閉分液漏斗活塞，將導管伸入燒杯液面以下，再微熱圓底燒瓶，如果C中有氣泡產(chǎn)生，冷卻至室溫有一段液柱，則說明氣密性良好。

（2）要證明氮、碳、硅非金屬性強弱，在A中加HNO3溶液，B中加碳酸鹽，可以是Na2CO3溶液，C中加可溶性的硅酸鹽溶液，可以是Na2SiO3溶液，將觀察到C中出現(xiàn)白色渾濁的現(xiàn)象，但該現(xiàn)象不足以證明三者非金屬性強弱，因為硝酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的硝酸可能和硅酸鈉反應。

（3）為避免上述問題，應在B、C之間增加一個洗氣裝置，即盛有足量飽和NaHCO3溶液的洗氣裝置。

A．濃鹽酸也有揮發(fā)性，也會干擾實驗；

B．濃NaOH溶液會吸收CO2；

C．飽和Na2CO3溶液也會吸收CO2 ；

D．飽和NaHCO3溶液能吸收揮發(fā)出的硝酸，且能生成CO2，故只能選D。

改進后C中發(fā)生反應的離子方程式是SiO32-+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO32- 。

Ⅱ．丙同學設計了驗證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律根據(jù)圖中信息，可以判斷是通過比較其單質(zhì)的氧化性而設計了實驗。首先用濃鹽酸與高錳酸鉀反應制備Cl2，然后Cl2分別與A、B、C三處的沾有NaBr溶液的棉花、濕潤淀粉KI試紙、濕潤紅紙反應。

（1）濃鹽酸與高錳酸鉀反應的離子方程式為2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 。

（2）A中發(fā)生置換反應生成Br2，棉花顏色變?yōu)槌赛S色，則說明非金屬性Cl＞Br；向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2充分反應后，發(fā)生置換反應生成Br2、I2、NaCl和KCl，將所得溶液蒸干并灼燒，Br2揮發(fā)為溴蒸氣跑掉，I2升華碘蒸氣跑掉，最后得到的物質(zhì)是難揮發(fā)的NaCl和KCl。

（3）丙同學利用此實驗證明鹵素單質(zhì)氧化性：Cl2＞Br2＞I2，這是不合理的，原因是有多余的氯氣，不能證明Br2與KI發(fā)生了反應，因此不能驗證Br2和I2的氧化性強弱。