Question

3．《Nature》報(bào)道了我國科學(xué)家通過測量化石中²⁶AI和¹⁰Be兩種元素的比例確定“北京人”年齡的研究結(jié)果，這種測量方法叫“鋁鈹測年法”．回答下列問題：
（1）⁹Be和¹⁰BeCD（填字母）．
A．是同一種原子                 B．具有相同的中子數(shù)
C．具有相同的化學(xué)性質(zhì)           D．自然界中具有恒定的含量
（2）Al和Be具有相似的化學(xué)性質(zhì)，寫出Be與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Be+2NaOH═Na₂BeO₂+H₂↑．
（3）研究表明²⁶AI可以衰變?yōu)?SUP>26Mg，可以比較這兩種元素金屬性強(qiáng)弱的方法是BC（填字母）．
A．比較這兩種元素的單質(zhì)的硬度和熔點(diǎn)
B．在氯化鋁和氯化鎂的溶液中分別滴加過量的氫氧化鈉溶液
C．將打磨過的鎂帶和鋁片分別和熱水作用，并滴入酚酞溶液
D．將空氣中放置已久的這兩種元素的單質(zhì)分別和熱水作用
（4）為了證明：氮、碳、硅的非金屬性依次減弱，請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
供選擇的藥品有：1mol•L^-1的硝酸溶液、1mol•L^-1的硫酸溶液、碳酸鈣、碳酸鈉固體、0.5mol•L^-1的硅酸鈉溶液、澄清石灰水、飽和碳酸氫鈉溶液、漂白粉溶液．供選擇的儀器如圖 （儀器可重復(fù)使用）：
在便于控制反應(yīng)的前提下，選擇儀器和藥品按氣流從上至下順序填表（可不填滿，也可補(bǔ)充）：

儀器代號	所裝試劑	裝置作用
A	石灰石和1mol/L硝酸．	制取CO2證明硝酸比碳酸強(qiáng)
C	飽和碳酸氫鈉溶液	除去CO2中的硝酸蒸氣
C	硅酸鈉溶液	證明碳酸強(qiáng)于硅酸

Answer 1

分析 （1）¹⁰Be和⁹Be的質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，屬于同位素；
（2）Al和Be具有相似的化學(xué)性質(zhì)，根據(jù)Al與NaOH溶液反應(yīng)知，Be與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鈹酸鈉和氫氣；
（3）金屬的金屬性強(qiáng)弱的比較方法有：金屬之間的置換反應(yīng)、金屬與同種酸或水生成氫氣的難易程度、金屬的最高價(jià)氧化物的水化物堿性強(qiáng)弱等來判斷；
（4）該實(shí)驗(yàn)是利用強(qiáng)酸制弱酸的原理，非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，氮、碳、硅的非金屬性依次減弱，則對于最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水合物酸性也依次減弱，則利用硝酸制備碳酸，再利用碳酸制備硅酸來說明，由題意可推測，A裝置中主要驗(yàn)證的是氮大于碳，即用硝酸制備二氧化碳，但由于硝酸具有揮發(fā)性，所以在驗(yàn)證碳酸大于硅酸時(shí)要除去硝酸氣體，所以在C裝置中選用飽和碳酸氫鈉除去硝酸氣體，最后再選用C裝置，將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，觀察是否有硅酸沉淀產(chǎn)生來判斷碳與硅的非金屬性強(qiáng)弱．

解答 解：（1）¹⁰Be和⁹Be的質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，屬于同位素，
A．其質(zhì)量數(shù)不同，所以不是同一種原子，故錯(cuò)誤；
B．¹⁰Be和⁹Be的中子數(shù)分別為6、5，所以其中子數(shù)不同，故錯(cuò)誤；
C．決定化學(xué)性質(zhì)的是其最外層電子，二者的核外電子排布相同，所以同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，故正確；
D．同位素具有恒定的豐度，故正確；
故選CD；
（2）Al和Be具有相似的化學(xué)性質(zhì)，根據(jù)Al與NaOH溶液反應(yīng)知，Be與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鈹酸鈉和氫氣，方程式為Be+2NaOH═Na₂BeO₂+H₂↑，
故答案為：Be+2NaOH═Na₂BeO₂+H₂↑；
（3）A．金屬性強(qiáng)弱與其單質(zhì)的硬度和熔點(diǎn)無關(guān)，故錯(cuò)誤；
B．在氯化鋁和氯化鎂的溶液中分別滴加過量的氫氧化鈉溶液，氫氧化鋁能溶于NaOH溶液，而氫氧化鎂不溶于NaOH溶液，所以Mg的金屬性大于Al，故正確；
C．將打磨過的鎂帶和鋁片分別和熱水作用，并滴入酚酞溶液，Mg和沸水的溶液呈紅色、Al和沸水的溶液不變色，說明Mg能置換出氫氣，則Mg的活潑性大于Al，故正確；
D．將空氣中放置已久的這兩種元素的單質(zhì)分別和熱水作用，二者表面都生成氧化物薄膜，氧化鎂和氧化鋁都不與水反應(yīng)，所以無法判斷金屬性強(qiáng)弱，故錯(cuò)誤；
故選BC；
（4）該實(shí)驗(yàn)是利用強(qiáng)酸制弱酸的原理，非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，氮、碳、硅的非金屬性依次減弱，則對于最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水合物酸性也依次減弱．由題意可推測，A裝置中主要驗(yàn)證的是氮大于碳，即用硝酸制備二氧化碳，但由于硝酸具有揮發(fā)性，所以在驗(yàn)證碳酸大于硅酸時(shí)要除去硝酸氣體，所以在C裝置中選用飽和碳酸氫鈉除去硝酸氣體，最后再選用C裝置，將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，觀察是否有硅酸沉淀產(chǎn)生來判斷碳與硅的非金屬性強(qiáng)弱，
故答案為：

儀器代號	所裝試劑	裝置作用
	1 mol/L硝酸
	飽和碳酸氫鈉溶液	除去CO2中的硝酸蒸氣
C	硅酸鈉溶液	證明碳酸強(qiáng)于硅酸

點(diǎn)評 本題考查較綜合，涉及同位素、晶體類型的判斷、離子半徑大小比較、金屬性強(qiáng)弱判斷、電子式等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)都是考試高頻點(diǎn)，根據(jù)基本概念及元素周期律等知識(shí)點(diǎn)來分析解答，題目難度中等．