Question

9．某研究性學習小組設計了一組實驗，驗證元素周期律．
（1）甲同學在a、b、c三只燒杯里分別加入50mL水，再分別滴加幾滴酚酞試液，依次加入大小相近的鋰、鈉、鉀塊，觀察現(xiàn)象．
①甲同學設計實驗的目的是驗證鋰、鈉、鉀的活潑性（或同一主族，從上到下元素的金屬性逐漸增強）；
②反應最劇烈的燒杯是C（填字母）；
③寫出b燒杯里發(fā)生反應的離子方程式2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑．
（2）乙同學設計實驗驗證：元素的非金屬性越強，其最高價含氧酸的酸性就越強．他設計了如下圖裝置驗證C、N、Si三種元素的非金屬性強弱．
①寫出所選用物質(zhì)的化學式：AHNO₃； BCaCO₃；CNa₂SiO₃；
②寫出圓底燒瓶中發(fā)生反應的離子方程式2HNO₃+CaCO₃=Ca（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑；
③寫出燒杯中發(fā)生反應的離子方程式CO₂+H₂O+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+2H₂O+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
④碳、氮、硅三種元素的非金屬性由強到弱順序為氮＞碳＞硅；
（3）丙同學認為乙同學設計的實驗不夠嚴謹，應該在B和C之間增加一個洗氣裝置，該置中應盛放飽和NaHCO₃（填試劑）．

Answer 1

分析 （1）由“研究性學習小組設計了一組實驗驗證元素周期律”可知，甲同學設計實驗的目的是驗證鋰、鈉、鉀的金屬性強弱；金屬性越強，單質(zhì)與水反應越劇烈；
（2）利用強酸制備弱酸進行，A是強酸，常溫下可與銅反應，為硝酸；B是塊狀固體，打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到白色沉淀生成，則B為碳酸鈣、C為硅酸鈉，以此解答；
（3）因硝酸易揮發(fā)，則生成的二氧化碳氣體中混有硝酸蒸氣，則應用飽和碳酸氫鈉除去硝酸，故答案為：飽和NaHCO₃．

解答 解：（1）①由“研究性學習小組設計了一組實驗驗證元素周期律”可知，甲同學設計實驗的目的是驗證鋰、鈉、鉀的金屬性強弱，
故答案為：驗證鋰、鈉、鉀的活潑性（或同一主族，從上到下元素的金屬性逐漸增強）；
②金屬性K＞Na＞Li，金屬性越強，單質(zhì)與水反應越劇烈，故反應最劇烈的燒杯是C，故答案為：C；
③鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，反應的離子方程式為2 Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，故答案為：2 Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
（2）①利用強酸制備弱酸進行，A是強酸，常溫下可與銅反應，硝酸；B是塊狀固體，打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到白色沉淀生成，則B為碳酸鈣、C為硅酸鈉或硅酸鉀，故答案為：HNO₃；CaCO₃；Na₂SiO₃（或K₂SiO₃）；
②燒瓶中發(fā)生硝酸與碳酸鈣的反應，方程式為2HNO₃+CaCO₃=Ca（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑，離子反應方程式為：2H⁺+CaCO₃=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，故答案為：2H⁺+CaCO₃=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；
③二氧化碳可與硅酸鈉反應生成硅酸，且生成碳酸鈉，如二氧化碳過量，可生成碳酸氫鈉，反應的化學方程式為CO₂+H₂O+Na₂SiO₃=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃或2CO₂+2H₂O+Na₂SiO₃=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃，離子反應方程式為：CO₂+H₂O+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+2H₂O+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
故答案為：CO₂+H₂O+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+2H₂O+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
④元素的非金屬性越強，對應的最高價氧化物的水化物的酸性越強，由實驗可知酸性：硝酸大于碳酸，碳酸大于硅酸，則非金屬性氮＞碳＞硅，故答案為：氮＞碳＞硅；
（3）因硝酸易揮發(fā)，則生成的二氧化碳氣體中混有硝酸蒸氣，則應用飽和碳酸氫鈉除去硝酸，故答案為：飽和NaHCO₃．

點評 本題考查性質(zhì)實驗方案的設計，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和實驗能力的考查，本題將元素及其化合物、元素周期律與實驗知識結(jié)合起來，具有較強的綜合性，難度不大．