Question

19．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一組實驗來探究元素周期律．
甲同學(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，設(shè)計了如圖1裝置來一次性完成N、C、Si三種非金屬元素的非金屬性強弱比較的實驗研究；
乙同學(xué)設(shè)計了如圖2裝置來驗證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律．圖2中，A、B、C三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、濕潤的淀粉KI試紙、濕潤紅紙．已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應(yīng)生成氯氣和MnCl₂等．

（1）甲同學(xué)實驗中選用的物質(zhì)化學(xué)式為：AHNO₃，BNa₂CO₃溶液、Na₂SiO₃，CNa₂SiO₃/K₂SiO₃；
（2）C處反應(yīng)的離子方程式為SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足）或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂過量）；
（3）寫出乙同學(xué)的實驗中圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；
（4）A處反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；
（5）B處的實驗現(xiàn)象為試紙變藍(lán)．

Answer 1

分析 （1）元素的非金屬性越強，其最高價含氧酸的酸性越強，由圖可知應(yīng)是利用最高價含氧酸的酸性強弱比較，利用強酸制弱酸原理分析；
（2）圖1燒杯中為二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)；
（3）濃鹽酸和高錳酸鉀在常溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣；
（4）非金屬性Cl＞Br，單質(zhì)的氧化性Cl₂＞Br₂，鹵素單質(zhì)之間可發(fā)生置換反應(yīng)；
（5）通過B處的氣體主要是氯氣，氯氣能氧化碘離子，I₂與淀粉作用顯示藍(lán)色．

解答 解：（1）根據(jù)題干信息：甲同學(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，設(shè)計了如圖1裝置來一次性完成同主族元素非金屬性強弱比較的實驗研究，硝酸的酸性強于碳酸，碳酸酸性強于硅酸，最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性越強，則原子的非金屬性越強，所以A為稀硝酸，B為碳酸鈣或碳酸鋇或碳酸鈉，C為硅酸鈉或硅酸鉀溶液，化學(xué)式分別為：HNO₃、CaCO₃/BaCO₃/Na₂CO₃溶液、Na₂SiO₃/K₂SiO₃，
故答案為：HNO₃；CaCO₃/BaCO₃/Na₂CO₃；Na₂SiO₃/K₂SiO₃；
（2）圖1燒杯中為二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)，其反應(yīng)的離子方程式為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足），或是SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂過量），
故答案為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足）或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂過量）；
（3）乙同學(xué)的實驗中圓底燒瓶中濃鹽酸和酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成氯氣，反應(yīng)方程式為：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；
（4）單質(zhì)的氧化性Cl₂＞Br₂，則A處氯氣通過沾有NaBr溶液的棉花，發(fā)生置換反應(yīng)生成溴，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，
故答案為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；
（5）通過B處的氣體主要是氯氣，氯氣能氧化碘離子，Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂，碘與淀粉作用顯示藍(lán)色，所以B處的現(xiàn)象變藍(lán)，
故答案為：試紙變藍(lán)．

點評 本題考查探究元素周期律實驗方案設(shè)計，綜合運用元素及其化合物、元素周期律與非金屬性強弱比較的有關(guān)知識是解答關(guān)鍵，具有較強的綜合性，注意實驗設(shè)計的原理和方法，題目難度中等．