Question

10．某化學(xué)興趣小組為探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計(jì)了如下系列實(shí)驗(yàn)．
Ⅰ．（1）將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的0.1mol•L^-1的鹽酸中，寫出與鹽酸反應(yīng)最慢的金屬發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑
（2）將NaOH溶液與NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，從而驗(yàn)證NaOH的堿性大于NH₃•H₂O，繼而可以驗(yàn)證Na的金屬性大于N，你認(rèn)為此設(shè)計(jì)是否合理？并說(shuō)明理由：不合理，用堿性強(qiáng)弱比較金屬性強(qiáng)弱時(shí)，一定要用元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱比較，NH₃•H₂O不是N元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物．
Ⅱ．利用如圖裝置可以驗(yàn)證非金屬性的變化規(guī)律．
（3）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有藥品Na₂S、KMnO₄、濃鹽酸、MnO₂，請(qǐng)選擇合適藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證氯的非金屬性大于硫：裝置B中所裝藥品為KMnO₄，裝置C中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成，離子方程式為S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-．
（4）若要證明非金屬性：C＞Si，則A中加H₂SO₄、B中加Na₂CO₃、C中加Na₂SiO₃，觀察到C中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有白色沉淀物生成．離子方程式為SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（假設(shè)所通氣體是過(guò)量的）．

Answer 1

分析 I、（1）元素的金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)與酸或水反應(yīng)越劇烈；
（2）元素的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)，元素的金屬性越強(qiáng)；
II、（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證非金屬性：Cl＞S，利用氯氣與Na₂S的氧化還原反應(yīng)可驗(yàn)證；
（4）要證明非金屬性：C＞Si，可以通過(guò)二氧化碳和硅酸鈉反應(yīng)生成難溶性的硅酸來(lái)證明．

解答 解：I、（1）同一周期元素，金屬性隨著原子序數(shù)增大而減弱，元素的金屬性越強(qiáng)，同一主族，原子序數(shù)越大，金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)與酸或水反應(yīng)越劇烈，所以金屬性K＞Na＞Mg＞Al，則K與鹽酸反應(yīng)最劇烈、Al與鹽酸反應(yīng)速率最慢，離子反應(yīng)為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，
故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）將NaOH溶液與NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，可以說(shuō)明NaOH的堿性大于NH₃•H₂O，但不能說(shuō)明Na的金屬性大于N，因?yàn)橐��?yàn)證金屬性的強(qiáng)弱，必須通過(guò)比較最高價(jià)氧化物所對(duì)應(yīng)的水化物的堿性來(lái)進(jìn)行比較，而NH₃•H₂O不是氮元素的最高價(jià)氧化物的水化物，
故答案為：不合理，用堿性強(qiáng)弱比較金屬性強(qiáng)弱時(shí)，一定要用元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱比較，NH₃•H₂O不是N元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物；
II、（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證非金屬性：Cl＞S，利用氯氣與Na₂S的氧化還原反應(yīng)可驗(yàn)證，則裝置A、B、C中所裝藥品應(yīng)分別為濃鹽酸、KMnO₄、Na₂S溶液，裝置C中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成，裝置C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-，
故答案為：KMnO₄；S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-；
（4）若要證明非金屬性：C＞Si，可以通過(guò)二氧化碳和硅酸鈉反應(yīng)生成難溶性的硅酸來(lái)證明，由于B中加Na₂CO₃，故A中可以加硫酸，通過(guò)硫酸和碳酸鈉的反應(yīng)來(lái)制取CO₂，然后的CO₂通入C中的Na₂SiO₃中，可以發(fā)生反應(yīng)：Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃，離子反應(yīng)為：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，產(chǎn)生白色膠狀沉淀，從而可以證明酸性：H₂CO₃＞H₂SiO₃，故非金屬性：C＞Si．
故答案為：H₂SO₄；SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，涉及金屬、非金屬性強(qiáng)弱的探究，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)解答問(wèn)題的能力，題目難度中等．