Question

16．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．
（Ⅰ）（1）甲同學(xué)在a、b、c三只燒杯里分別加入50mL水，再分別滴加幾滴酚酞溶液，依次加入大小相近的鋰塊、鈉塊、鉀塊，觀察現(xiàn)象．
甲同學(xué)設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證鋰、鈉、鉀的活潑性（或同一主族，從上到下元素的金屬性逐漸增強(qiáng)），
反應(yīng)最劇烈的燒杯是C（填字母），結(jié)論是鉀的活潑性最強(qiáng)．
（2）乙同學(xué)想驗(yàn)證同周期元素金屬性強(qiáng)弱的規(guī)律，最好選用第三周期的鈉、鎂、鋁三種元素．最簡單的實(shí)驗(yàn)是將大小相近的三小塊金屬分別投入相同濃度的稀鹽酸中，觀察現(xiàn)象．應(yīng)該看到的現(xiàn)象是：
①鈉劇烈反應(yīng)，可能著火或爆炸，
②鎂反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生大量氣泡，
③鋁反應(yīng)比鎂緩慢，有較多的氣泡產(chǎn)生．
（Ⅱ）丙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證非金屬元素的非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的最高價(jià)含氧酸的酸性就越強(qiáng)．他設(shè)計(jì)了如圖裝置以驗(yàn)證氮、碳、硅元素的非金屬性強(qiáng)弱．
丙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可直接證明三種酸的酸性強(qiáng)弱，
已知A是強(qiáng)酸，常溫下可與銅反應(yīng)；B是塊狀固體；打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到有白色沉淀生成．
（1）寫出所選用物質(zhì)的化學(xué)式：A：HNO₃，B：CaCO₃，C：Na₂SiO₃．
（2）寫出燒杯中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：CO₂+SiO₃^2-+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 （I）（1）由“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”可知，甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證鋰、鈉、鉀的金屬性強(qiáng)弱；金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)與水反應(yīng)越劇烈；
（2）驗(yàn)證同周期元素金屬性強(qiáng)弱的規(guī)律，最好選用第3周期的鈉、鎂、鋁三種元素．因?yàn)榕c第2、4、5、6周期相比較，第3周期元素的變化規(guī)律較典型；
（II）利用強(qiáng)酸制備弱酸進(jìn)行，A是強(qiáng)酸，常溫下可與銅反應(yīng)，為硝酸；B是塊狀固體，打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到白色沉淀生成，則B為碳酸鈣、C為硅酸鈉，以此解答．

解答 解：（1）由“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”可知，甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證鋰、鈉、鉀的金屬性強(qiáng)弱；
金屬性K＞Na＞Li，金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)與水反應(yīng)越劇烈，故反應(yīng)最劇烈的燒杯是C；所以鉀的活潑性最強(qiáng)；
故答案為：驗(yàn)證鋰、鈉、鉀的活潑性（或同一主族，從上到下元素的金屬性逐漸增強(qiáng)）；C；鉀的活潑性最強(qiáng)；
（2）驗(yàn)證同周期元素金屬性強(qiáng)弱的規(guī)律，最好選用第三周期的鈉、鎂、鋁三種元素．因?yàn)榕c第2、4、5、6周期相比較，第三周期元素的變化規(guī)律較典型；三種金屬中鈉最活潑，遇水就劇烈反應(yīng)，與鹽酸反應(yīng)更劇烈，產(chǎn)生大量熱，放出H₂，可能會著火或爆炸，鋁金屬活動性最弱，與酸反應(yīng)比鎂要緩慢，但也能產(chǎn)生大量氣泡，鎂與酸劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡；
故答案為：三；鈉、鎂、鋁；①鈉劇烈反應(yīng)，可能著火或爆炸；②鎂反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生大量氣泡；③鋁反應(yīng)比鎂緩慢，有較多的氣泡產(chǎn)生；
（Ⅱ）（1）乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是利用強(qiáng)酸制弱酸的原理．非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)．由題意可推測，A為HNO₃，B為CaCO₃，C為Na₂SiO₃或K₂SiO₃；燒杯中二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，其反應(yīng)離子方程式為：CO₂+SiO₃^2-+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案為：HNO₃；CaCO₃；Na₂SiO₃；
（2）發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為：CO₂+SiO₃^2-+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
故答案為：CO₂+SiO₃^2-+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

點(diǎn)評 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，本題將元素及其化合物、元素周期律與實(shí)驗(yàn)知識結(jié)合起來，具有較強(qiáng)的綜合性，難度不大．