Question

12．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一組實驗來探究元素周期律．甲同學(xué)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碳與硅的非金屬性強弱比較的實驗研究，其中B為常見的建筑材料；乙同學(xué)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三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、濕潤的淀粉KI試 紙、濕潤的紅色試紙．已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應(yīng)生成氯氣．
根據(jù)圖1回答：（1）寫出選用物質(zhì)的化學(xué)式：AHCl，BCaCO₃；CNa₂SiO₃；
（2）燒瓶中反應(yīng)的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；燒杯中反應(yīng)的離子方程式為SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足）或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂過量）；
（3）該裝置的不足之處：裝置B與裝置C之間缺少吸收HCl的裝置．
根據(jù)圖2回答：（4）乙同學(xué)的實驗原理是強氧化劑生成弱氧化劑或活潑的非金屬單質(zhì)置換出 較不活潑的非金屬單質(zhì)；
（5）B處的實驗現(xiàn)象是濕潤的淀粉KI試紙變藍(lán)；
（6）B處的反應(yīng)的離子方程式：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-．

Answer 1

分析 （1）元素的非金屬性越強，其最高價含氧酸的酸性越強，由圖可知應(yīng)是利用最高價含氧酸的酸性強弱比較，利用強酸制弱酸原理分析；
（2）B為常見的建筑材料為碳酸鈣，圖1燒瓶中鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)，燒杯中為二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)，注意二氧化碳量不同，產(chǎn)物不同；
（3）氯化氫易揮發(fā)，氯化氫能和硅酸鹽反應(yīng)，干擾二氧化碳和硅酸鹽的反應(yīng)，需在裝置B與裝置C之間添加吸收HCl的裝置；
（4）濃鹽酸和高錳酸鉀在常溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，非金屬性Cl＞Br＞I，單質(zhì)的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，鹵素單質(zhì)之間可發(fā)生置換反應(yīng)；
（5）通過B處的氣體主要是氯氣，氯氣能氧化碘離子，I₂與淀粉作用顯示藍(lán)色；
（6）B處氯氣氧化碘離子生成碘單質(zhì)．

解答 解：（1）根據(jù)題干信息：甲同學(xué)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，鹽酸的酸性強于碳酸，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為鹽酸，B為常見的建筑材料為碳酸鈣，C為硅酸鈉溶液，化學(xué)式分別為：HCl、CaCO₃、Na₂SiO₃，
故答案為：HCl；CaCO₃；Na₂SiO₃；
（2）圖1燒瓶中鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳、氯化鈣和水，其反應(yīng)的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，燒杯中為二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)，其反應(yīng)的離子方程式為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足），或是SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂過量），
故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足）或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂過量）；
（3）B中鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)，由于反應(yīng)中鹽酸具有揮發(fā)性，可能是揮發(fā)出的鹽酸溶于水與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，所以會對二氧化碳與硅酸鈉的反應(yīng)產(chǎn)生干擾，該裝置的不足裝置B與裝置C之間缺少吸收HCl的裝置，
故答案為：裝置B與裝置C之間缺少吸收HCl的裝置；
（4）由圖2，根據(jù)題意，濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)會生成氯氣，其反應(yīng)的方程式為：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，然后氯氣經(jīng)過B處會與KI反應(yīng)生成I₂，Cl₂+2KI═2KCl+I₂，單質(zhì)的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，由此可知，驗證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律的實驗原理是：強氧化劑生成弱氧化劑或活潑的非金屬單質(zhì)置換出較不活潑的非金屬單質(zhì)，
故答案為：強氧化劑生成弱氧化劑或活潑的非金屬單質(zhì)置換出 較不活潑的非金屬單質(zhì)；
（5）氯氣在B處與KI反應(yīng)生成單質(zhì)碘，碘單質(zhì)與淀粉作用會變成藍(lán)色，即B處的實驗現(xiàn)象是：濕潤的淀粉KI試紙變藍(lán)，
故答案為：濕潤的淀粉KI試紙變藍(lán)；
（6）氯氣的氧化性強于碘單質(zhì)，B處氯氣與KI反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Cl₂+2KI═2KCl+I₂，其離子方程式是：2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-，故答案為：2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-．

點評 本題考查探究元素周期律實驗方案設(shè)計，綜合運用元素及其化合物、元素周期律與非金屬性強弱比較的有關(guān)知識是解答關(guān)鍵，具有較強的綜合性，注意實驗設(shè)計的原理和方法，題目難度中等．