Question

20．某同學(xué)設(shè)計實驗以探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，實驗裝置如圖所示．

實驗Ⅰ：根據(jù)元素最高價含氧酸的酸性強弱探究元素非金屬性遞變規(guī)律．利用上述裝置圖1一次性完成Cl、C、Si三種非金屬元素的非金屬性強弱比較的實驗研究
（1）實驗中選用的物質(zhì)名稱為：A高氯酸，B碳酸鈣或碳酸鋇或碳酸鈉．
（2）C處反應(yīng)的離子方程式為SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-（或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-）．
（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象推知，可得出碳、硅、氯三種元素非金屬性的強弱順序是Cl＞C＞Si．
實驗Ⅱ：已知常溫下高錳酸鉀與濃鹽酸混合可產(chǎn)生氯氣和Mn²⁺，利用上述裝置圖2探究鹵族元素性質(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、濕潤紅紙．
（4）寫出圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O．
（5）B處的實驗現(xiàn)象為試紙變藍．
（6）根據(jù)A、B兩處的實驗現(xiàn)象能否推出非金屬性Cl＞Br＞I，否（填“能”或“否”）．

Answer 1

分析 實驗Ⅰ：元素最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素非金屬性強弱，酸性越強，非金屬性越強，AB中反應(yīng)是碳酸鹽和高氯酸反應(yīng)生成二氧化碳，證明氯非金屬性大于碳；C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，證明碳的非金屬性大于硅．
（1）A中反應(yīng)是碳酸鈣和高氯酸反應(yīng)生成二氧化碳，證明氯非金屬性大于碳，A為高氯酸，B為碳酸鹽；
（2）C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，證明碳的非金屬性大于硅；
（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象和元素最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素非金屬性強弱，酸性越強，非金屬性越強，推知Cl、N、Si三種元素非金屬性的強弱．
實驗Ⅱ：探究氯、溴、碘的非金屬性強弱的遞變規(guī)律，根據(jù)實驗裝置圖可知，實驗原理為圓底燒瓶中：濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)生成氯氣，氯氣通入A、B、C三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、濕潤的淀粉KI試紙、濕潤紅紙試管，溴化鈉，溶液出現(xiàn)紅色，有溴單質(zhì)生成，說明氯的非金屬性強于溴，濕潤的淀粉KI試紙試紙變藍，濕潤紅紙褪色．
（4）圓底燒瓶中濃鹽酸和高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化錳、氯化鉀和氯氣，據(jù)此書寫離子方程式；
（5）溴單質(zhì)、氯氣和碘化鉀發(fā)生置換反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)和淀粉顯示藍色；
（6）氯的非金屬性強于碘，溴的非金屬性強于碘，碘化鉀處，2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-，2I^-+Br₂?I₂+2Br^-，不能說明Br＞I．

解答 解：實驗Ⅰ：（1）B中碳酸鹽，可以是碳酸鈣或碳酸鋇或碳酸鈉，和A中滴入B中的高氯酸反應(yīng)生成二氧化碳，如碳酸鈣反應(yīng)的離子方程式為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，根據(jù)強酸制取弱酸的原理，高氯酸的酸性強于碳酸，高氯酸、碳酸分別為Cl、C的最高價含氧酸，所以可證明氯非金屬性大于碳，C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，根據(jù)強酸制取弱酸的原理，碳酸的酸性強于硅酸，碳酸、硅酸分別為C、Si的最高價含氧酸，所以可證明碳的非金屬性大于硅，C裝置中觀察到溶液變渾濁，
故答案為：高氯酸；碳酸鈣或碳酸鋇或碳酸鈉；
（2）C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，證明碳酸的酸性強于硅酸，少量二氧化碳和硅酸鹽反應(yīng)生成硅酸和碳酸鈉，離子反應(yīng)為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，過量二氧化碳和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸和碳酸氫鈉，離子反應(yīng)為：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-（或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-）；
（3）A中反應(yīng)是碳酸鹽和高氯酸反應(yīng)生成二氧化碳，證明高氯酸的酸性強于碳酸，C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，證明碳酸的酸性強于硅酸，所以碳酸、高氯酸、硅酸的酸性強弱順序是高氯酸、碳酸、硅酸，根據(jù)實驗現(xiàn)象和元素最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素非金屬性強弱，酸性越強，非金屬性越強，推知Cl、C、Si三種元素非金屬性的強弱為Cl＞C＞Si，
故答案為：Cl＞C＞Si；
實驗Ⅱ：（4）圓底燒瓶中濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)生成氯氣2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，離子反應(yīng)為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（5）氯的非金屬性強于碘，溴的非金屬性強于碘，碘化鉀處，2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-，2I^-+Br₂?I₂+2Br^-碘單質(zhì)和淀粉顯示藍色，所以B處的實驗現(xiàn)象為試紙變藍，
故答案為：試紙變藍；
（6）裝置中氯氣也能和碘化鉀發(fā)應(yīng)，不一定為生成的溴和碘化鉀的反應(yīng)，不能說明Br＞I，所以根據(jù)A、B兩處的實驗現(xiàn)象不能推出非金屬性Cl＞Br＞I，
故答案為：否．

點評 本題考查了實驗設(shè)計和實驗分析的判斷，主要是非金屬性強弱的判斷依據(jù)，掌握物質(zhì)性質(zhì)和實驗設(shè)計是解題關(guān)鍵，題目難度中等，（6）裝置中氯氣、溴單質(zhì)都能和碘化鉀反應(yīng)，為易錯點．