Question

1．某研究性學習小組設計了一組實驗驗證元素周期律．甲同學根據元素非金屬性與對應最高價含氧酸之間的關系，設計了如圖1裝置來一次性完成元素氮、碳、硅非金屬性強弱比較的實驗研究．已知A是強酸，B是塊狀固體；打開分液漏斗的活塞后，可看到有大量氣泡產生；燒杯中可觀察到白色沉淀生成．

（1）寫出選用的物質：AHNO₃，BCaCO₃，CNa₂SiO₃（填化學式）；
（2）乙同學認為甲同學設計的實驗不夠嚴謹，應該在B和C之間增加一個洗氣裝置，該裝置中應盛放飽和的碳酸氫鈉．（填試劑）
（3）燒杯中反應的離子方程式為CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-．
（4）丙同學設計了如圖2裝置來驗證鹵族元素性質的遞變規(guī)律．A、B、C三處分別是沾有NaBr 溶液的棉花、濕潤淀粉KI試紙、濕潤紅紙．已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應生成氯氣．A處的實驗現(xiàn)象為：棉花由白色變?yōu)槌赛S色；寫出B處反應的離子方程式2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂
（5）丙同學的實驗不能充分證明氧化性：Cl₂＞Br₂＞I₂，理由是不能驗證Br₂和I₂的氧化性強弱．

Answer 1

分析 要比較氮、碳、硅元素的非金屬強弱，根據圖1可知，應該運用弱酸制強酸或較強酸制較弱酸的實驗原理，即用HNO₃制取二氧化碳，用二氧化碳與硅酸鈉反應制硅酸，觀察圖1，B為顆粒狀固體，則可判斷B為CaCO₃，應用HNO₃與碳酸鈣反應制取CO₂．則A是HNO₃，B是碳酸鈣，C是硅酸鈉溶液，
（1）依據分析可知A為HNO₃，B是碳酸鈣，C是硅酸鈉溶液；
（2）硝酸易揮發(fā)，則生成的二氧化碳氣體中會混有硝酸蒸氣，裝置C中生成的硅酸沉淀不一定是二氧化碳反應生成；
（3）燒杯中是二氧化碳和硅酸鈉溶液反應生成碳酸鈉和硅酸；
（4）NaBr溶液的棉花與氯氣反應生成單質溴，所以棉花由白色變?yōu)槌赛S色，B處濕潤淀粉KI試紙中的碘離子與氯氣反應生成單質碘，反應的離子方程式為：2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂；
（5）反應中只能證明氯氣比Br₂和I₂的氧化性強，但不能驗證Br₂和I₂的氧化性強弱．

解答 解：（1）要比較氮、碳、硅元素的非金屬強弱，可以通過其最高價氧化物對應水合物的酸性強弱來判斷，即可用較強酸制備較弱酸，因此可考慮把CO₂氣體通入Na₂SiO₃溶液，看是否有硅酸沉淀生成．觀察圖1，B為顆粒狀固體，則可判斷B為CaCO₃，應用HNO₃與碳酸鈣反應制取CO₂．則A是HNO₃，B是CaCO₃，C是硅酸鈉溶液．
故答案為：HNO₃；CaCO₃；Na₂SiO₃；
（2）硝酸易揮發(fā)，避免干擾，所以為吸收揮發(fā)出來的硝酸，應在B和C之間增加一個洗氣裝置盛放飽和的碳酸氫鈉，故答案為：飽和的碳酸氫鈉；
（3）燒杯中是二氧化碳和硅酸鈉溶液反應生成碳酸鈉和硅酸，反應的離子方程式是：CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，
故答案為：CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
（4）NaBr溶液的棉花與氯氣反應生成單質溴，所以棉花由白色變?yōu)槌赛S色，B處濕潤淀粉KI試紙中的碘離子與氯氣反應生成單質碘，反應的離子方程式為：2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂；故答案為：棉花由白色變?yōu)槌赛S色；2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂；
（5）通過B處的氣體主要是氯氣，氯氣能氧化碘離子，所以淀粉KI試紙變藍色，所以不能證明Br₂＞I₂，故答案為：不能驗證Br₂和I₂的氧化性強弱．

點評 本題將元素及其化合物、元素周期律與非金屬性強弱比較的實驗設計結合起來，具有較強的綜合性，有一定的難度，注意實驗設計的原理和方法，題目難度中等．