Question

【題目】某同學設計實驗以探究元素性質的遞變規律，實驗裝置如圖所示。

實驗Ⅰ：根據元素最高價含氧酸的酸性強弱探究元素非金屬性遞變規律。

已知A裝置的燒瓶里裝有大理石，分液漏斗里裝有稀HNO3，B裝置中裝有飽和碳酸氫鈉溶液，裝置C中裝有Na2SiO3溶液，試回答：

（1）A中反應的離子方程式為________________________________________________，C中可觀察到的現象是_____________________________________________________。

（2）B裝置的作用是__________________。

（3）根據實驗現象推知碳、硅、氮三種元素非金屬性的強弱順序是_____________________。

實驗Ⅱ：已知常溫下高錳酸鉀與濃鹽酸混合可產生氯氣，利用該裝置探究氯和溴元素的非金屬性強弱。

（4）寫出B裝置中發生反應的離子方程式：________________________________________。

（5）C裝置的作用是_______________________________________。

（6）實驗結論：氧化性：_________________，非金屬性：___________________。

Answer 1

【答案】CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 溶液變渾濁 除去二氧化碳中混有的硝酸蒸氣 N＞C＞Si Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－ 吸收尾氣，防止污染環境 Cl2＞Br2 Cl＞Br

【解析】

實驗Ⅰ：元素最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素非金屬性強弱，酸性越強，非金屬性越強，A中反應是碳酸鈣和稀硝酸反應生成二氧化碳，證明氮非金屬性大于碳；B裝置是為了吸收揮發出的硝酸蒸氣，避免影響證明碳的非金屬性大于硅的實驗，C中為Na2SiO3溶液，二氧化碳通入硅酸鈉溶液反應生成硅酸沉淀，證明碳的非金屬性大于硅；

實驗Ⅱ：探究氯、溴的非金屬性強弱的遞變規律，根據實驗裝置圖可知，實驗原理為A裝置：濃鹽酸與高錳酸鉀反應生成氯氣，氯氣通入裝置B：溴化鉀溶液中，溶液出現紅色，有溴單質生成，說明氯的非金屬性強于溴，裝置中揮發出來的溴或氯氣都有毒，會污染空氣，所以要用裝置C：氫氧化鈉溶液吸收。

(1)A中反應是碳酸鈣和稀硝酸反應生成二氧化碳，反應的離子方程式為：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，根據強酸制取弱酸的原理，硝酸的酸性強于碳酸，硝酸、碳酸分別為N、C的最高價含氧酸，所以可證明氮非金屬性大于碳，C中為Na2SiO3溶液，通入二氧化碳反應生成硅酸沉淀，根據強酸制取弱酸的原理，碳酸的酸性強于硅酸，碳酸、硅酸分別為C. Si的最高價含氧酸，所以可證明碳的非金屬性大于硅，C裝置中觀察到溶液變渾濁；

(2)硝酸易揮發，制取的二氧化碳中含有硝酸，若不除去硝酸，無法說明C裝置中觀察到溶液變渾濁是硝酸和硅酸鹽反應，還是碳酸和硅酸鹽反應，所以B裝置是為了吸收揮發出的硝酸蒸氣；

(3)A中反應是碳酸鈣和稀硝酸反應生成二氧化碳，C中為Na2SiO3溶液，通入二氧化碳反應生成硅酸沉淀，證明碳酸的酸性強于硅酸，所以碳酸、硝酸、硅酸的酸性強弱順序是硝酸、碳酸、硅酸，根據實驗現象和元素最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素非金屬性強弱，酸性越強，非金屬性越強，推知C、N、Si三種元素非金屬性的強弱為N＞C＞Si；

(4)A裝置：濃鹽酸與高錳酸鉀反應生成氯氣2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，氯氣通入裝置B:溴化鉀溶液中，2Br+Cl2Br2+2Cl溶液出現紅色，有溴單質生成，說明氯的非金屬性強于溴；

(5)裝置中揮發出來的溴或氯氣都有毒，會污染空氣，氫氧化鈉能吸收溴單質、氯氣，所以要用裝置C:氫氧化鈉溶液吸收；

(6)單質的氧化性越強，則元素非金屬性越強，根據反應：Cl2+2Br═Br2+2Cl，得到氧化性：Cl2＞Br2，非金屬性：Cl＞Br。