Question

1．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證元素周期律．甲同學(xué)根據(jù)元素非金屬性與對(duì)應(yīng)最高價(jià)含氧酸之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖1裝置來(lái)一次性完成元素氮、碳、硅非金屬性強(qiáng)弱比較的實(shí)驗(yàn)研究．已知A是強(qiáng)酸，B是塊狀固體；打開(kāi)分液漏斗的活塞后，可看到有大量氣泡產(chǎn)生；燒杯中可觀察到白色沉淀生成．

（1）寫(xiě)出選用的物質(zhì)：AHNO₃，BCaCO₃，CNa₂SiO₃（填化學(xué)式）；
（2）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)該在B和C之間增加一個(gè)洗氣裝置，該裝置中應(yīng)盛放飽和的碳酸氫鈉．（填試劑）
（3）燒杯中反應(yīng)的離子方程式為CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-．
（4）丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2裝置來(lái)驗(yàn)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(rùn)淀粉KI試紙、濕潤(rùn)紅紙．已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應(yīng)生成氯氣．A處的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：棉花由白色變?yōu)槌赛S色；寫(xiě)出B處反應(yīng)的離子方程式2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂
（5）丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)不能充分證明氧化性：Cl₂＞Br₂＞I₂，理由是不能驗(yàn)證Br₂和I₂的氧化性強(qiáng)弱．

Answer 1

分析 要比較氮、碳、硅元素的非金屬?gòu)?qiáng)弱，根據(jù)圖1可知，應(yīng)該運(yùn)用弱酸制強(qiáng)酸或較強(qiáng)酸制較弱酸的實(shí)驗(yàn)原理，即用HNO₃制取二氧化碳，用二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)制硅酸，觀察圖1，B為顆粒狀固體，則可判斷B為CaCO₃，應(yīng)用HNO₃與碳酸鈣反應(yīng)制取CO₂．則A是HNO₃，B是碳酸鈣，C是硅酸鈉溶液，
（1）依據(jù)分析可知A為HNO₃，B是碳酸鈣，C是硅酸鈉溶液；
（2）硝酸易揮發(fā)，則生成的二氧化碳?xì)怏w中會(huì)混有硝酸蒸氣，裝置C中生成的硅酸沉淀不一定是二氧化碳反應(yīng)生成；
（3）燒杯中是二氧化碳和硅酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和硅酸；
（4）NaBr溶液的棉花與氯氣反應(yīng)生成單質(zhì)溴，所以棉花由白色變?yōu)槌赛S色，B處濕潤(rùn)淀粉KI試紙中的碘離子與氯氣反應(yīng)生成單質(zhì)碘，反應(yīng)的離子方程式為：2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂；
（5）反應(yīng)中只能證明氯氣比Br₂和I₂的氧化性強(qiáng)，但不能驗(yàn)證Br₂和I₂的氧化性強(qiáng)弱．

解答 解：（1）要比較氮、碳、硅元素的非金屬?gòu)?qiáng)弱，可以通過(guò)其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水合物的酸性強(qiáng)弱來(lái)判斷，即可用較強(qiáng)酸制備較弱酸，因此可考慮把CO₂氣體通入Na₂SiO₃溶液，看是否有硅酸沉淀生成．觀察圖1，B為顆粒狀固體，則可判斷B為CaCO₃，應(yīng)用HNO₃與碳酸鈣反應(yīng)制取CO₂．則A是HNO₃，B是CaCO₃，C是硅酸鈉溶液．
故答案為：HNO₃；CaCO₃；Na₂SiO₃；
（2）硝酸易揮發(fā)，避免干擾，所以為吸收揮發(fā)出來(lái)的硝酸，應(yīng)在B和C之間增加一個(gè)洗氣裝置盛放飽和的碳酸氫鈉，故答案為：飽和的碳酸氫鈉；
（3）燒杯中是二氧化碳和硅酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和硅酸，反應(yīng)的離子方程式是：CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，
故答案為：CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
（4）NaBr溶液的棉花與氯氣反應(yīng)生成單質(zhì)溴，所以棉花由白色變?yōu)槌赛S色，B處濕潤(rùn)淀粉KI試紙中的碘離子與氯氣反應(yīng)生成單質(zhì)碘，反應(yīng)的離子方程式為：2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂；故答案為：棉花由白色變?yōu)槌赛S色；2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂；
（5）通過(guò)B處的氣體主要是氯氣，氯氣能氧化碘離子，所以淀粉KI試紙變藍(lán)色，所以不能證明Br₂＞I₂，故答案為：不能驗(yàn)證Br₂和I₂的氧化性強(qiáng)弱．

點(diǎn)評(píng) 本題將元素及其化合物、元素周期律與非金屬性強(qiáng)弱比較的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，具有較強(qiáng)的綜合性，有一定的難度，注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理和方法，題目難度中等．