Question

5．某同學為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計了如下系列實驗．
Ⅰ．（1）將鈉、鎂、鋁各1 mol分別投入到足量同濃度的鹽酸中，試預(yù)測實驗結(jié)果：鈉與鹽酸反應(yīng)最劇烈；鋁與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體最多（填名稱）．
（2）向Na₂S溶液中通入氯氣出現(xiàn)黃色渾濁，可證明Cl的非金屬性比S強，反應(yīng)的離子方程式為：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-
Ⅱ．利用如圖裝置可驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律
（3）儀器A的名稱為分液漏斗，干燥管D的作用為防倒吸．
（4）若要證明非金屬性：Cl＞I，則A中加濃鹽酸，B中加KMnO₄（KMnO₄與濃鹽酸常溫下反應(yīng)生成氯氣），C中加淀粉-碘化鉀混合溶液，觀察到C中溶液變藍的現(xiàn)象，即可證明．從環(huán)境保護的觀點考慮，此裝置缺少尾氣處理裝置，可用NaOH溶液吸收尾氣，此吸收反應(yīng)的離子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）若要證明非金屬性：C＞Si，則在A中加鹽酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液，觀察到C中溶液有白色沉淀生成的現(xiàn)象，即可證明．但有的同學認為鹽酸具有揮發(fā)性，可進入C 中干擾試驗，應(yīng)在兩裝置間添加裝有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶除去．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律或金屬活動性順序表可以判斷鈉、鎂、鋁的活潑性，活潑性越強，與鹽酸反應(yīng)越劇烈；相同物質(zhì)的量的金屬，失電子越多其生成的氫氣體積越大；
（2）氯氣具有強氧化性，硫離子被氯氣氧化成硫單質(zhì)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
Ⅱ．（3）A的名稱是分液漏斗；有緩沖作用的裝置能防止倒吸；
（4）A盛放濃鹽酸，B盛放高錳酸鉀，AB為氯氣的發(fā)生裝置，C為氯氣與淀粉碘化鉀混合溶液反應(yīng)裝置，D為防倒吸裝置，缺少尾氣處理裝置；氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化為碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍色；氯氣有毒，不能直接排空，可以用NaOH溶液吸收；
（5）鹽酸酸性強于碳酸，碳酸酸性大于硅酸，所以二氧化碳、水能和硅酸鈉反應(yīng)生成難溶性的硅酸；鹽酸揮發(fā)，所以生成的二氧化碳中含有HCl，HCl干擾實驗．

解答 解：Ⅰ．（1）同周期從左向右，隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性逐漸減弱，鈉、鎂、鋁屬于同一周期，且原子序數(shù)逐漸增大，或根據(jù)金屬活動性順序表金屬活潑性順序可知：金屬活潑性：鈉＞鎂＞鋁，所以相同條件下與鹽酸反應(yīng)最激烈的是鈉，反應(yīng)速率最慢的是鋁；生成1mol氫氣需要得到2mol電子，1mol鈉都失去1mol電子，1mol鎂失去2mol電子，而1mol鋁失去3mol電子，所以生成氫氣最多的是金屬鋁，
故答案為：鈉；鋁；
（2）氯氣氧化性強于硫單質(zhì)，所以氯氣能夠與硫離子反應(yīng)生成硫，反應(yīng)的離子方程式為：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-，
故答案為：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-；
Ⅱ．（3）A的名稱是分液漏斗，球形干燥管D球形部分具有較大空間，能起緩沖作用，能夠防止倒吸，可以避免C中液體進入錐形瓶中，
故答案為：分液漏斗；防倒吸；
（4）KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣，2KMnO₄+16HCl═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，氯氣與淀粉碘化鉀混合溶液反應(yīng)生成碘單質(zhì)，反應(yīng)離子方程式為：
2I^-+Cl₂═I₂+2Cl^-，碘遇淀粉試液變藍色，故C中溶液變?yōu)樗{色；過量的氯氣會逸散到空氣中，污染環(huán)境，可用NaOH溶液吸收，反應(yīng)離子方程式為：2OH^-+Cl₂═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：變藍；NaOH；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）因碳酸比硅酸強，二氧化碳可與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，溶液變渾濁，氯化氫具有揮發(fā)性，所以生成的二氧化碳中含有HCl，HCl能和硅酸鈉反應(yīng)而使溶液變渾濁，所以干擾實驗結(jié)果，需要將二氧化碳中的氯化氫除掉，根據(jù)氯化氫與碳酸氫鈉反應(yīng)，而二氧化碳不反應(yīng)，可以在B和C之間增加裝有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶，
故答案為：有白色沉淀生成；飽和NaHCO₃．

點評 本題考查了探究金屬單質(zhì)的金屬性強弱、非金屬單質(zhì)的非金屬性強弱方法、實驗方案設(shè)計，正確掌握判斷金屬性、非金屬性強弱的方法，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，考查了學生靈活運用知識解答問題的能力，題目難度中等．