Question

5．學(xué)習(xí)了元素周期律的相關(guān)知識后，同學(xué)們設(shè)計了多個實驗在實驗室探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律．
Ⅰ．甲組同學(xué)根據(jù)元素非金屬性與對應(yīng)最高價含氧酸之間的關(guān)系，選取C、Si、S三種非金屬元素的常見化合物，設(shè)計了如圖1裝置來一次性完成同主族和同周期元素非金屬性強弱比較的實驗研究．

（1）甲組同學(xué)設(shè)計實驗的依據(jù)是元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強；
（2）寫出選用物質(zhì)的名稱：A稀硫酸B碳酸鈉C硅酸鈉溶液；
（3）燒杯C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式CO₂+H₂O+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，
（4）通過實驗得出的結(jié)論：元素非金屬性強弱順序為S＞C＞Si．（填元素符號）
Ⅱ．乙組同學(xué)認(rèn)為利用圖1裝置可直接比較Cl₂和S單質(zhì)的氧化性強弱，他們選擇的藥品是濃鹽酸，KMnO₄固體，Na₂S溶液．
（1）預(yù)計C中觀察到的現(xiàn)象是溶液變渾濁，
（2）反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+S^2-=2Cl^-+S↓．
（3）有同學(xué)提出該裝置存在明顯缺陷需加以改進，你認(rèn)為缺陷是沒有進行尾氣處理．
Ⅲ．（1）丙組同學(xué)為了證明鐵的金屬性比銅強，設(shè)計了如下幾種方案，其中合理的是AD（填序號）．
A．鐵片置于硫酸銅溶液中置換出銅
B．鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl₃、CuCl₂
C．銅片置于FeCl₃溶液中，銅片逐漸溶解
D．鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中，鐵片上有氣泡產(chǎn)生，而銅片無氣泡
E．常溫下，分別將鐵片和銅片置于濃硝酸中，鐵片不溶解，而銅片溶解
（2）請你另設(shè)計一個能證明鐵的金屬活動性比銅強的實驗．要求：
a．此方案的原理不同于上述任一合理方案；
b．繪出實驗裝置圖并注明所需的藥品；
c．寫出實驗過程中的主要實驗現(xiàn)象．
①實驗裝置（畫在圖2方框中）
②實驗現(xiàn)象Fe棒逐漸溶解，Cu棒上有氣泡生成．

Answer 1

分析 I．（1）元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強，強酸能和弱酸鹽反應(yīng)生成弱酸；
（2）用稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)制取二氧化碳，用二氧化碳、水和硅酸鈉溶液反應(yīng)制取硅酸；
（3）燒杯C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為二氧化碳、水和硅酸根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和硅酸；
（4）先判斷酸性強弱后判斷非金屬性強弱；
II．（1）C中氯氣與硫化鈉溶液反應(yīng)生成單質(zhì)硫；
（2）氯氣與硫離子反應(yīng)生成硫沉淀和氯離子；
（3）氯氣有毒，會污染環(huán)境．
III．（1）金屬的金屬性強弱的判斷方法有：金屬之間的置換反應(yīng)、金屬與水或酸置換出氫氣的難易程度、金屬最高價氧化物的水化物堿性強弱；
（2）還可以根據(jù)金屬材料作原電池電極時失電子難易程度確定金屬的活潑性．

解答 解：I．（1）元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強，強酸能和弱酸鹽反應(yīng)生成弱酸，所以其設(shè)計依據(jù)為：元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強，
故答案為：元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強；
（2）用稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)制取二氧化碳，用二氧化碳、水和硅酸鈉溶液反應(yīng)制取硅酸，所以A中液體為稀硫酸、B中固體為碳酸鈉、C中溶液為硅酸鈉溶液，
故答案為：稀硫酸；碳酸鈉；硅酸鈉溶液；
（3）燒杯C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為二氧化碳、水和硅酸根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和硅酸，離子方程式為CO₂+H₂O+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，
故答案為：CO₂+H₂O+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
（4）稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳和水，二氧化碳、水和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸，根據(jù)強酸制取弱酸知，酸性強弱順序：硫酸＞碳酸＞硅酸，則非金屬性S＞C＞Si，
故答案為：S＞C＞Si；
II．（1）C中氯氣與硫化鈉溶液反應(yīng)生成單質(zhì)硫，所以C中溶液會變渾濁；故答案為：溶液變渾濁；
（2）氯氣與硫離子反應(yīng)生成硫沉淀和氯離子，其反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+S^2-=2Cl^-+S↓；故答案為：Cl₂+S^2-=2Cl^-+S↓；
（3）氯氣有毒，會污染環(huán)境，所以要進行尾氣處理；故答案為：沒有進行尾氣處理．
III．（1）A．鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出，F(xiàn)e的活潑性大于Cu，說明Fe的金屬性大于Cu，故A正確；
B．氯氣具有強氧化性，能將變價金屬氧化物最高價態(tài)，鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl₃、CuCl₂，說明氯氣具有強氧化性，但不能證明Fe、Cu的金屬性強弱，故B錯誤；
C．銅片置于FeCl₃溶液中，銅片逐漸溶解：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，說明還原性是銅單質(zhì)強于亞鐵離子，不能說明鐵的金屬性比銅強，故C錯誤；
D．鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中，鐵片上有氣泡產(chǎn)生，而銅片無氣泡，說明鐵的活潑性大于Cu，則Fe的金屬性大于Cu，故D正確；
E．常溫下，F(xiàn)e和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，銅能和濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能說明Fe的金屬性大于Cu，故E錯誤；
故選AD．
（2）①根據(jù)金屬材料作原電池電極時失電子難易程度確定金屬的活潑性，將Fe、Cu棒用導(dǎo)線連接平行插入稀硫酸中，F(xiàn)e棒逐漸溶解，Cu棒上有氣泡生成，發(fā)生反應(yīng)Fe+2H⁺=Fe ²⁺+H₂↑，根據(jù)實驗現(xiàn)象知，F(xiàn)e的金屬性大于Cu，
其裝置圖為；
故答案為：；
②Fe、Cu棒用導(dǎo)線連接平行插入稀硫酸中，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e失電子作負極，F(xiàn)e棒逐漸溶解，Cu作正極，Cu棒上有氣泡生成；
故答案為：Fe棒逐漸溶解，Cu棒上有氣泡生成．

點評 本題考查了非金屬性的比較、金屬活潑性強弱的判斷，側(cè)重于考查學(xué)生的實驗探究能力和對基礎(chǔ)知識的分析應(yīng)用能力，題目難度中等，注意根據(jù)元素周期律、金屬之間的置換反應(yīng)等都可以確定金屬的金屬性強弱．