Question

20．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)來(lái)探究元素周期律．甲同學(xué)根據(jù)元素非金屬性與對(duì)應(yīng)最高價(jià)含氧酸之間的關(guān)系，選用硫酸、鹽酸、CaCO₃、Na₂SO₄溶液、Na₂SiO₃溶液中某些試劑，設(shè)計(jì)了如圖1裝置來(lái)一次性完成同主族元素碳與硅的非金屬性強(qiáng)弱比較的實(shí)驗(yàn)研究；乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2裝置來(lái)驗(yàn)證鹵族元素性質(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(rùn)的淀粉KI試紙、濕潤(rùn)的紅色試紙．已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應(yīng)生成氯氣．

根據(jù)圖1回答：
（1）寫(xiě)出選用物質(zhì)為：A鹽酸，C硅酸鈉溶液 
（2）燒瓶中反應(yīng)的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O
（3）有同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有明顯的不足，你認(rèn)為不足之處為鹽酸易揮發(fā)，生成的二氧化碳?xì)怏w中會(huì)混有氯化氫蒸氣，裝置中無(wú)除雜裝置．
根據(jù)圖2回答：
（4）根據(jù)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理可推測(cè)氯、溴、碘元素的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篊l＞Br＞I
（5）B處的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是濕潤(rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)；
（6）B處的反應(yīng)的離子方程式：2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-．
（7）有同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也有明顯的不足，你認(rèn)為不足之處為通過(guò)B的氣體主要是Cl₂，即不能說(shuō)明氧化性Br₂＞I₂．

Answer 1

分析 根據(jù)圖1，可知，應(yīng)該運(yùn)用弱酸制強(qiáng)酸或較強(qiáng)酸制較弱酸的實(shí)驗(yàn)原理，即用鹽酸制取二氧化碳，用二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)制硅酸，觀察圖1，B為顆粒狀固體，則可判斷B為CaCO₃，應(yīng)用鹽酸（不用硫酸，因?yàn)榱蛩釤o(wú)法與碳酸鈣反應(yīng)制取二氧化碳）與碳酸鈣反應(yīng)制取CO₂．則A是鹽酸，B是碳酸鈣，C是硅酸鈉溶液，
（1）依據(jù)分析可知A為鹽酸，C為硅酸鈉溶液；
（2）燒瓶中是碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水；
（3）鹽酸易揮發(fā)生成的二氧化碳?xì)怏w中會(huì)混有氯化氫蒸氣，裝置C中生成的硅酸沉淀不一定是二氧化碳反應(yīng)生成；
根據(jù)圖2，可知，應(yīng)該運(yùn)用非金屬單質(zhì)之間的置換反應(yīng)來(lái)判斷非金屬元素的強(qiáng)弱，
（4）氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物；
（5）氯氣在B處與KI反應(yīng)生成單質(zhì)碘，碘單質(zhì)與淀粉作用會(huì)變成藍(lán)色；
（6）B處氯氣與KI反應(yīng)生成碘單質(zhì)；
（7）通過(guò)B處的氣體主要是氯氣，氯氣能氧化碘離子，不能證明氧化性Br₂＞I₂．

解答 解：（1）要比較碳和硅兩種元素的非金屬?gòu)?qiáng)弱，可以通過(guò)其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水合物的酸性強(qiáng)弱來(lái)判斷，即可用較強(qiáng)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(yīng)用鹽酸（不用硫酸，因?yàn)榱蛩釤o(wú)法與碳酸鈣反應(yīng)制取二氧化碳）與碳酸鈣反應(yīng)制取CO₂．則A是鹽酸，B是碳酸鈣，C是硅酸鈉溶液．
故答案為：鹽酸；硅酸鈉溶液；
（2）燒瓶中應(yīng)是碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)，因?yàn)樘妓徕}難溶于水，要寫(xiě)分子式，鹽酸是強(qiáng)酸，要寫(xiě)成離子，因此燒瓶中反應(yīng)的離子方程式是：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
（3）B中鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)，由于反應(yīng)中鹽酸具有揮發(fā)性，可能是揮發(fā)出的鹽酸溶于水與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，所以會(huì)對(duì)二氧化碳與硅酸鈉的反應(yīng)產(chǎn)生干擾，裝置中缺少除雜裝置，
故答案為：鹽酸易揮發(fā)，生成的二氧化碳?xì)怏w中會(huì)混有氯化氫蒸氣，裝置中無(wú)除雜裝置；
根據(jù)圖2回答：
（4）由圖2，A、B、C三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、濕潤(rùn)的淀粉KI試紙、濕潤(rùn)的紅色試紙，根據(jù)題意，濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)會(huì)生成氯氣，氯氣通過(guò)A處的溴化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)生成溴單質(zhì)，然后氯氣經(jīng)過(guò)B處會(huì)與KI反應(yīng)生成I₂，由此可知，驗(yàn)證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律的實(shí)驗(yàn)原理是：強(qiáng)氧化劑生成弱氧化劑 或活潑的非金屬單質(zhì)置換出較不活潑的非金屬單質(zhì)，氯、溴、碘元素的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镃l＞Br＞I，
故答案為：Cl＞Br＞I；
（5）氯氣在B處與KI反應(yīng)生成單質(zhì)碘，碘單質(zhì)與淀粉作用會(huì)變成藍(lán)色，即B處的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：濕潤(rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)，
故答案為：濕潤(rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)；
（6）B處氯氣與KI反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Cl₂+2KI═2Cl^-+I₂，其離子方程式是：2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-．
故答案為：2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-；
（7）通過(guò)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(lán)色，是因?yàn)锽處氯氣通過(guò)濕潤(rùn)的淀粉KI試紙，氯氣與KI反應(yīng)Cl₂+2KI═2Cl^-+I₂，生成碘單質(zhì)，所以不能證明Br₂＞I₂，
故答案為：通過(guò)B的氣體主要是Cl₂，即不能說(shuō)明氧化性Br₂＞I₂．

點(diǎn)評(píng) 本題將元素及其化合物、元素周期律與非金屬性強(qiáng)弱比較的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，具有較強(qiáng)的綜合性，有一定的難度，注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理和方法，題目難度中等．