Question

8．某研究小組為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．
Ⅰ．（1）將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的同濃度的鹽酸中，試預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：K與鹽酸反應(yīng)最劇烈，Al與鹽酸反應(yīng)的速度最慢；Al與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體最多．
向Na₂S溶液中通入氯氣出現(xiàn)黃色渾濁，可證明Cl的非金屬性比S強(qiáng)，反應(yīng)的離子方程式為S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-．
（2）資料顯示：鈉、鎂、鋁都可以用于制備儲(chǔ)氫的金屬氫化物．
①NaH是離子化合物，能與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H₂，該反應(yīng)的還原劑是NaH．
②NaAlH₄是一種良好的儲(chǔ)氫材料．NaAlH₄與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的化學(xué)方程式為NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑．
Ⅱ．為驗(yàn)證氯、溴、碘三種元素的非金屬性強(qiáng)弱，用如圖所示裝置進(jìn)行試驗(yàn)（夾持儀器已略去，氣密性已檢驗(yàn)）．

實(shí)驗(yàn)過程：
①打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸．
②當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí)，夾緊彈簧夾．
③當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí)，關(guān)閉活塞a．
④…
（1）A中發(fā)生反應(yīng)生成氯氣，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O．
（2）驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是A中濕潤的淀粉-KI試紙變藍(lán)．
（3）B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是吸收氯氣 防止污染．
（4）為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，過程④的操作和現(xiàn)象是打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩．靜止后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色．
（5）過程③實(shí)驗(yàn)的目的是確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl₂，排除Cl₂對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾；．
（6）請(qǐng)運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)理論解釋氯、溴、碘非金屬性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表可以判斷鈉、鉀、鎂、鋁的活潑性，活潑性越強(qiáng)，與鹽酸反應(yīng)越劇烈；根據(jù)電子守恒比較生成氫氣體積大��；硫離子被氯氣氧化成硫單質(zhì)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（2）①NaH與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaOH與H₂，所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)為還原劑；
②NaAlH₄與水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣；
Ⅱ．驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，裝置A：高錳酸鉀溶液和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水，裝置A中生成氯氣，燒瓶上端濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)色，驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘，裝置B：裝置B中盛有溴化鈉，氯氣進(jìn)入裝置B中，氯氣氧化溴離子為溴單質(zhì)，溶液呈橙紅色，驗(yàn)證氯的氧化性強(qiáng)于溴，氯氣有毒，能被氫氧化鈉吸收，浸有氫氧化鈉的棉花防止氯氣污染空氣，當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí)，夾緊彈簧夾，為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)避免氯氣的干擾，當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí)，說明有大量的溴生成，此時(shí)應(yīng)關(guān)閉活塞a，否則氯氣過量，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論，
（1）A中發(fā)生反應(yīng)生成氯氣，是高錳酸鉀溶液氧化濃鹽酸生成；
（2）氯氣遇到濕潤的淀粉-KI試紙變藍(lán)；
（3）B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”是吸收氯氣防止污染；
（4）溴單質(zhì)氧化性大于碘單質(zhì)，溴單質(zhì)氧化碘離子生成碘單質(zhì)，應(yīng)將C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，觀察四氯化碳層顏色；
（5）為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)避免氯氣的干擾，當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí)，說明有大量的溴生成；
（6）因同一主族元素，從上到下，電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)；

解答 解：Ⅰ．（1）金屬活潑性順序?yàn)椋衡洠锯c＞鎂＞鋁，所以相同條件下與鹽酸反應(yīng)最激烈的是鉀，反應(yīng)速率最慢的是鋁；生成1mol氫氣需要得到2mol電子，1mol鉀、鈉都失去1mol電子，1mol鎂失去2mol電子，而1mol鋁失去3mol電子，所以生成氫氣最多的是金屬鋁，氯氣氧化性強(qiáng)于硫單質(zhì)，所以氯氣能夠與硫離子反應(yīng)生成硫，反應(yīng)的離子方程式為：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-，
故答案為：鉀；鋁；鋁； S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-；
（2）①NaH與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaOH與H₂，反應(yīng)中水中氫元素化合價(jià)降低、NaH中氫元素化合價(jià)升高，故NaH是還原劑，
故答案為：NaH；
②NaAlH₄與水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)方程式為：NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑，
故答案為：NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑．
Ⅱ．（1）A中發(fā)生反應(yīng)生成氯氣，由高錳酸鉀和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄+16HCl═5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）淀粉變藍(lán)色，說明有單質(zhì)碘生成，說明氯氣氧化性強(qiáng)于單質(zhì)碘，
故答案為：A中濕潤的淀粉-KI試紙變藍(lán)；
（3）B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是：吸收氯氣 防止污染，
故答案為：吸收氯氣 防止污染；
（4）為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，應(yīng)將C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則靜至后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色，
故答案為：打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D充分振蕩，靜置后CCl₄層溶液變?yōu)樽仙��?br />故答案為：打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩．靜止后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色；
（5）為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)避免氯氣的干擾，當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí)，說明有大量的溴生成，此時(shí)應(yīng)關(guān)閉活塞a，否則氯氣過量，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論，
故答案為：確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl₂，排除Cl₂對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾；
（6）因同一主族元素，從上到下，電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱，
故答案為：同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱的驗(yàn)證，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，根�?jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并用鹵素性質(zhì)進(jìn)行解釋是解答關(guān)鍵，注意要排除干擾因素的存在，題目難度中等．