Question

11．某同學為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設計了如下實驗．
Ⅰ．（1）將鈉、鎂、鋁各0.2mol分別投入到100mL的1mol/L鹽酸中，試預測實驗結(jié)果：
鈉與鹽酸反應最劇烈，鋁與鹽酸反應的速度最慢；鈉與鹽酸反應產(chǎn)生的氣體體積最多（同狀況下）．
Ⅱ．利用下圖裝置可驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律：
（2）儀器A的名稱為分液漏斗，干燥管D的作用為防倒吸．
（3）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．
（4）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中溶液變渾濁（或有白色膠狀沉淀生成或有沉淀生成）的現(xiàn)象，即可證明．有的同學認為該實驗設計不夠嚴密，則應在B、C兩裝置間添加裝有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)金屬活動性順序表可以判斷鈉、鎂、鋁的活潑性，活潑性越強，與同濃度的鹽酸反應越劇烈；根據(jù)反應物的量先判斷金屬與酸哪種過量，按不足量計算．鈉與酸反應完會繼續(xù)與水反應，據(jù)此比較生成氫氣體積大�。�
II．（2）儀器A的名稱是分液漏斗；有緩沖作用的儀器能防止倒吸；
（3）KMnO₄與濃鹽酸反應生成氯氣，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，但能和堿溶液反應生成鹽；
（4）二氧化碳和硅酸鈉反應生成難溶性的硅酸；氯化氫具有揮發(fā)性，導致生成的二氧化碳中含有HCl，從而造成干擾，可以用飽和的碳酸氫鈉溶液吸收HCl．

解答 解：Ⅰ．（1）根據(jù)金屬活動性順序表可知：金屬活潑性順序為：鈉＞鎂＞鋁，所以相同條件下與鹽酸反應最激烈的是鈉，反應速率最慢的是鋁；將三種金屬各0.2mol分別投入100mL 1mol/L的鹽酸中，可知三種金屬都過量，應按鹽酸的量計算，鎂、鋁產(chǎn)生氫氣物質(zhì)的量相等，產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為：（0.1L×1mol/L）×$\frac{1}{2}$═0.05 mol．但金屬鈉活潑，能與水反應生成氫氣，鈉與水反應產(chǎn)生氫氣應按鈉的物質(zhì)的量計算：0.2mol鈉產(chǎn)生0.1mol氫氣，則生成氫氣最多的是鈉，
故答案為：鈉；鋁；鈉；
II．（1）儀器A的名稱是分液漏斗；有緩沖作用的儀器能防止倒吸，倒置的干燥管有緩沖作用，所以能防止倒吸，
故答案為：分液漏斗；防倒吸；
（3）KMnO₄與濃鹽酸反應生成氯氣，氯氣與淀粉碘化鉀混合溶液反應生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍色，故C中溶液變?yōu)樗{色，氯氣與淀粉碘化鉀混合溶液反應離子方程式為：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，則證明了非金屬性：Cl＞I，過量的氯氣會逸散到空氣中，污染環(huán)境，可用堿液吸收，可用NaOH溶液吸收，反應離子方程式為：2OH^-+Cl₂═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：變藍；NaOH；
（4）碳酸和硅酸鈉反應生成硅酸沉淀和碳酸鈉，所以C中變渾濁（或有白色膠狀沉淀生成或有沉淀生成）；碳酸鈣和鹽酸反應是放熱反應，放出的熱量促進氯化氫揮發(fā)，導致制取的二氧化碳中含有HCl，HCl和硅酸鈉反應生成硅酸，從而對二氧化碳產(chǎn)生干擾，為防止干擾，用飽和的碳酸氫鈉溶液除去HCl，所以應在兩裝置間添加裝有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶除去，
故答案為：變渾濁（或有白色膠狀沉淀生成或有沉淀生成）；飽和NaHCO₃．

點評 本題考查性質(zhì)實驗方案設計，側(cè)重考查學生分析判斷及知識運用能力，明確實驗原理是解本題關鍵，知道金屬性、非金屬性強弱判斷方法，題目難度中等，注意一些活潑金屬與酸反應完會繼續(xù)與水反應．