Question

18．某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：根據(jù)元素最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱探究元素非金屬性遞變規(guī)律．
已知A裝置的燒瓶里裝有大理石，分液漏斗里裝有稀HNO₃，B裝置中裝有飽和碳酸氫鈉溶液，裝置C中裝有Na₂SiO₃溶液，試回答：
（1）A中反應(yīng)的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，C中可觀察到的現(xiàn)象是溶液變渾濁．
（2）B裝置的作用是除去二氧化碳中混有的硝酸蒸氣．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推知，碳酸、硝酸、硅酸的酸性強(qiáng)弱順序是硝酸＞碳酸＞硅酸，由此得出碳、硅、氮三種元素非金屬性的強(qiáng)弱順序是N＞C＞Si．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：已知常溫下高錳酸鉀與濃鹽酸混合可產(chǎn)生氯氣，利用該裝置探究氯和溴元素的非金屬性強(qiáng)弱．
（4）寫出B裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-．
（5）C裝置的作用是吸收尾氣．
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：非金屬性：Cl＞Br．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)Ⅰ：元素最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱判斷元素非金屬性強(qiáng)弱，酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)，A中反應(yīng)是碳酸鈣和稀硝酸反應(yīng)生成二氧化碳，證明氮非金屬性大于碳；B裝置是為了吸收揮發(fā)出的硝酸蒸氣，避免證明碳的非金屬性大于硅的實(shí)驗(yàn)，C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，證明碳的非金屬性大于硅．
（1）A中反應(yīng)是碳酸鈣和稀硝酸反應(yīng)生成二氧化碳，證明氮非金屬性大于碳；C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，證明碳的非金屬性大于硅；
（2）B裝置是為了吸收揮發(fā)出的硝酸蒸氣，避免證明碳的非金屬性大于硅的實(shí)驗(yàn)；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和元素最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱判斷元素非金屬性強(qiáng)弱，酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)，推知C、N、Si三種元素非金屬性的強(qiáng)弱；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：探究氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱的遞變規(guī)律，根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)原理為A裝置：濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)生成氯氣，氯氣通入裝置B：溴化鉀溶液中，溶液出現(xiàn)紅色，有溴單質(zhì)生成，說明氯的非金屬性強(qiáng)于溴，裝置中揮發(fā)出來的溴或氯氣都有毒，會(huì)污染空氣，所以要用裝置C：氫氧化鈉溶液吸收，據(jù)此分析．

解答 解：實(shí)驗(yàn)Ⅰ：（1）A中反應(yīng)是碳酸鈣和稀硝酸反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸的原理，硝酸的酸性強(qiáng)于碳酸，硝酸、碳酸分別為N、C的最高價(jià)含氧酸，所以可證明氮非金屬性大于碳，C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸的原理，碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，碳酸、硅酸分別為C、Si的最高價(jià)含氧酸，所以可證明碳的非金屬性大于硅，C裝置中觀察到溶液變渾濁，
故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；溶液變渾濁；
（2）硝酸易揮發(fā)，制取的二氧化碳中含有硝酸，若不除去硝酸，無法說明C裝置中觀察到溶液變渾濁是硝酸和硅酸鹽反應(yīng)，還是碳酸和硅酸鹽反應(yīng)，所以B裝置是為了吸收揮發(fā)出的硝酸蒸氣，
故答案為：除去二氧化碳中混有的硝酸蒸氣；
（3）A中反應(yīng)是碳酸鈣和稀硝酸反應(yīng)生成二氧化碳，C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，證明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，所以碳酸、硝酸、硅酸的酸性強(qiáng)弱順序是硝酸＞碳酸＞硅酸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和元素最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱判斷元素非金屬性強(qiáng)弱，酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)，推知C、N、Si三種元素非金屬性的強(qiáng)弱為N＞C＞Si，
故答案為：硝酸＞碳酸＞硅酸；N＞C＞Si．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：（4）A裝置：濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)生成氯氣2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，氯氣通入裝置B：溴化鉀溶液中，2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-；溶液出現(xiàn)紅色，有溴單質(zhì)生成，說明氯的非金屬性強(qiáng)于溴，
故答案為：2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-；
（5）裝置中揮發(fā)出來的溴或氯氣都有毒，會(huì)污染空氣，氫氧化鈉能吸收溴單質(zhì)、氯氣，所以要用裝置C：氫氧化鈉溶液吸收，故答案為：吸收尾氣；
（6）由2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，則可以得出非金屬性：Cl＞Br，故答案為：Cl＞Br．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析的判斷，主要是非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)，掌握物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等，注意把握比較金屬性、非金屬性的角度，把握實(shí)驗(yàn)方法．