Question

3．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一組實驗，驗證元素周期律．
（1）甲同學(xué)在a、b、c、d四只燒杯里分別加入50mL冷水，再分別滴加幾滴酚酞溶液，依次加入大小相近的鈉（Na）、鎂（Mg）、鋁（Al）、鉀（K）金屬塊，觀察現(xiàn)象．
①甲同學(xué)設(shè)計實驗的目的是驗證：同一主族，從上到下元素的元素金屬性逐漸增強；同一周期，從左到右，元素金屬性逐漸減弱；
②反應(yīng)最劇烈的燒杯里金屬是D（填字母）
A、鈉   B、鎂  C、鋁   D、鉀；
③寫出a燒杯里發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑．
④實驗中發(fā)現(xiàn)b、c兩只燒杯中幾乎沒有什么現(xiàn)象，要想達(dá)到實驗的目的，請你幫助選擇下列合適的方法BC．
A．把鎂、鋁的金屬塊換成金屬粉末
B．把燒杯中的冷水換成熱水
C．把燒杯中的冷水換成鹽酸
D．把燒杯中的冷水換成氫氧化鈉溶液
（2）乙同學(xué)設(shè)計實驗驗證：非金屬元素的非金屬性越強，其最高價含氧酸的酸性就越強．他設(shè)計了如圖裝置以驗證碳、氮、硅元素的非金屬性強弱．乙同學(xué)設(shè)計的實驗可直接證明三種酸的酸性強弱，已知A是強酸，其濃溶液在常溫下可與銅反應(yīng)；B是塊狀固體；燒杯中盛放C的水溶液，打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到白色膠狀沉淀生成．
①寫出所選用物質(zhì)的化學(xué)式：A、HNO₃； C、Na₂SiO₃（或K₂SiO₃）．
②寫出燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2HNO₃+CaCO₃=Ca（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑．
③碳、氮、硅三種元素的非金屬性由強到弱順序為氮＞碳＞硅．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)元素周期律可知，同一周期，從左到右，失電子能力減弱，元素金屬性逐漸減弱；
②先判斷金屬性強弱，然后根據(jù)金屬性越強，單質(zhì)與水反應(yīng)越劇烈，四種金屬中鉀的金屬性最強，則反應(yīng)最劇烈的燒杯里金屬是鉀；
③鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，根據(jù)離子方程式的書寫方法書寫；
④反應(yīng)現(xiàn)象不明顯，說明反應(yīng)速率小，根據(jù)影響速率的因素分析，鎂能與熱水反應(yīng)，鋁與水不反應(yīng)，但二者均能與酸反應(yīng)，則要想達(dá)到實驗的目的，可以把把燒杯中的冷水換成熱水或把把燒杯中的冷水換成鹽酸；
（2）利用強酸制備弱酸進(jìn)行，A是強酸，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）①根據(jù)元素周期律可知甲同學(xué)設(shè)計實驗的目的是驗證：同一主族，從上到下元素的元素金屬性逐漸增強；同一周期，從左到右，元素金屬性逐漸減弱，
故答案為：逐漸減弱；
②金屬性：K＞Na＞Mg＞Al，金屬性越強，單質(zhì)與水反應(yīng)越劇烈，故反應(yīng)最劇烈的燒杯是D，
故答案為：D；
③鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，則反應(yīng)的離子方程式：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，
故答案為：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
④反應(yīng)現(xiàn)象不明顯，說明反應(yīng)速率小，升高溫度可以加快速率，所以把冷水換為熱水，把水換為鹽酸增大了溶液中氫離子的濃度，可以加快速率，
故答案為：BC；
（2）①利用強酸制備弱酸進(jìn)行，A是強酸，常溫下可與銅反應(yīng)，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為硅酸鈉或硅酸鉀，
故答案為：HNO₃；Na₂SiO₃（或K₂SiO₃）；
②燒瓶中發(fā)生硝酸與碳酸鈣的反應(yīng)，方程式為2HNO₃+CaCO₃=Ca（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑；
故答案為：2HNO₃+CaCO₃=Ca（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑；
③元素的非金屬性越強，對應(yīng)的最高價氧化物的水化物的酸性越強，以及較強酸制備較弱酸原理，由實驗可知酸性：硝酸大于碳酸，碳酸大于硅酸，則非金屬性氮＞碳＞硅，
故答案為：氮＞碳＞硅．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，本題將元素及其化合物、元素周期律與實驗知識結(jié)合起來，具有較強的綜合性，題目難度中等．