Question

5．某化學(xué)興趣小組為探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計可如下系列實驗．
Ⅰ、（1）將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的0.1mol•L^-1的鹽酸中，寫出與鹽酸反應(yīng)最慢的金屬發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑．
（2）將NaOH溶液與NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，從而驗證NaOH的堿性大于NH₃•H₂O，繼而可以驗證Na的金屬性大于N，你認(rèn)為此設(shè)計是否合理？并說明理由：不合理，用堿性強(qiáng)弱比較金屬性強(qiáng)弱時，一定要用元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱比較，NH₃•H₂O不是N元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物．
Ⅱ、利用如圖裝置可以驗證非金屬性的變化規(guī)律．
（3）實驗室中提供藥品濃硫酸、濃鹽酸、Na₂S、Na₂SO₃、MnO₂、CaCO3，若要證明非金屬性Cl＞S；裝置A、B、C中所裝藥品分別為濃鹽酸、KMnO₄、Na₂S，裝置C中的實驗現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成，離子方程式為S^2-+Cl₂=S↓+2Cl^-．
（4）若要證明非金屬性：S＞C＞Si，則A中加H₂SO₄，B中加Na₂CO₃，C中加Na₂SiO₃，則觀察裝置C中的實驗現(xiàn)象為有白色沉淀生成．離子方程式為SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 I、（1）元素的金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)與酸或水反應(yīng)越劇烈；
（2）元素的最高價氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)，元素的金屬性越強(qiáng)；
II、（3）設(shè)計實驗驗證非金屬性：Cl＞S，利用氯氣與Na₂S的氧化還原反應(yīng)可驗證；
（4）要證明非金屬性：C＞Si，可以通過二氧化碳和硅酸鈉反應(yīng)生成難溶性的硅酸來證明．

解答 解：I、（1）同一周期元素，金屬性隨著原子序數(shù)增大而減弱，元素的金屬性越強(qiáng)，同一主族，原子序數(shù)越大，金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)與酸或水反應(yīng)越劇烈，所以金屬性K＞Na＞Mg＞Al，則K與鹽酸反應(yīng)最劇烈、Al與鹽酸反應(yīng)速率最慢，離子反應(yīng)為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，
故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）將NaOH溶液與NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，可以說明NaOH的堿性大于NH₃•H₂O，但不能說明Na的金屬性大于N，因為要驗證金屬性的強(qiáng)弱，必須通過比較最高價氧化物所對應(yīng)的水化物的堿性來進(jìn)行比較，而NH₃•H₂O不是氮元素的最高價氧化物的水化物，
故答案為：不合理，用堿性強(qiáng)弱比較金屬性強(qiáng)弱時，一定要用元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱比較，NH₃•H₂O不是N元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物；
II、（3）設(shè)計實驗驗證非金屬性：Cl＞S，利用氯氣與Na₂S的氧化還原反應(yīng)可驗證，則裝置A、B、C中所裝藥品應(yīng)分別為濃鹽酸、KMnO₄、Na₂S溶液，裝置C中的實驗現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成，裝置C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-，
故答案為：濃鹽酸、KMnO₄、Na₂S；S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-；
（4）若要證明非金屬性：C＞Si，可以通過二氧化碳和硅酸鈉反應(yīng)生成難溶性的硅酸來證明，由于B中加Na₂CO₃，故A中可以加硫酸，通過硫酸和碳酸鈉的反應(yīng)來制取CO₂，然后的CO₂通入C中的Na₂SiO₃中，可以發(fā)生反應(yīng)：Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃，離子反應(yīng)為：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，產(chǎn)生白色膠狀沉淀，從而可以證明酸性：H₂CO₃＞H₂SiO₃，故非金屬性：C＞Si．
故答案為：H₂SO₄；Na₂SiO₃；SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

點評 本題考查了實驗方案設(shè)計，涉及金屬、非金屬性強(qiáng)弱的探究，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，同時考查學(xué)生靈活運用知識解答問題的能力，題目難度中等．