Question

16．已知非金屬單質(zhì)硫（S）是淡黃色固體粉末，難溶于水．為了驗(yàn)證氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng)，某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）裝置A的分液漏斗中盛裝的試劑是濃鹽酸，燒瓶中加入的試劑是MnO₂．
（2）畫(huà)出虛線框內(nèi)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，并注明所加試劑，說(shuō)明裝置的作用除去Cl₂中的HCl氣體．
（3）裝置B中盛放的試劑是A（選填下列所給試劑的代碼），實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成，化學(xué)反應(yīng)方程式是Na₂S+Cl₂=2NaCl+S↓，該反應(yīng)屬于四種基本反應(yīng)類(lèi)型中的置換反應(yīng)．
A．Na₂S溶液    B．Na₂SO₃溶液    C．Na₂SO₄溶液
（4）從原子結(jié)構(gòu)角度分析氯元素非金屬性比硫元素非金屬性強(qiáng)的原因Cl原子、S原子的電子層數(shù)相同，但最外層電子數(shù)Cl原子是7，S原子是6，且原子半徑Cl＜S，因此，在反應(yīng)中Cl原子比S原子更容易獲得電子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng)．
（5）還有哪些事實(shí)能夠說(shuō)明氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng)（試舉一例）HCl的穩(wěn)定性比H₂S的穩(wěn)定性強(qiáng)或者HClO₄的酸性比H₂SO₄的酸性強(qiáng)（其他合理答案均可）．
（6）裝置C中盛放燒堿溶液，目的是吸收反應(yīng)后剩余的氣體，防止污染空氣．在該反應(yīng)中，Cl元素的化合價(jià)既有升高又有降低，即在反應(yīng)中Cl元素的原子既能獲得電子也能失去電子，能否說(shuō)氯元素既具有金屬性又具有非金屬性？簡(jiǎn)述你的理由．不能，金屬性強(qiáng)弱的判斷以元素的單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)置換氫的難易程度，以及它的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱為依據(jù)．非金屬性的強(qiáng)弱以它與氫氣生成氫化物的穩(wěn)定性或它的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱來(lái)判斷（其他合理答案均可）．

Answer 1

分析 為了驗(yàn)證氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng)，可用A制備氯氣，因氯氣中含有氯化氫、水蒸氣，應(yīng)先通過(guò)飽和食鹽水除去氯化氫，B應(yīng)為硫化鈉溶液，與氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫，溶液變渾濁，可證明氯氣的氧化性，C為尾氣吸收裝置，
（1））從實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的原理：二氧化錳和濃鹽酸之間反應(yīng)來(lái)制取分析；
（2）二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制得的氯氣中含有氯化氫雜質(zhì)，可以用飽和食鹽水除去；
（3）證明氯氣的氧化性強(qiáng)于硫單質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室氯氣和硫化鈉之間的反應(yīng)，氧化性越強(qiáng)則原子的得電子能力強(qiáng)；
（4）判斷原子的得電子能力強(qiáng)弱的方法：最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸的酸性強(qiáng)弱、離子的還原性強(qiáng)弱、氫化物的穩(wěn)定性、將同樣的金屬氧化到的價(jià)態(tài)等；
（5）元素的非金屬性的強(qiáng)弱可以根據(jù)元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸的酸性強(qiáng)弱、陰離子的還原性強(qiáng)弱、氫化物的穩(wěn)定性等判斷；
（6）判斷元素的非金屬性的強(qiáng)弱可以根據(jù)元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸的酸性強(qiáng)弱、陰離子的還原性強(qiáng)弱、氫化物的穩(wěn)定性等，不能根據(jù)在堿性條件下自身的氧化還原判斷．

解答 解：（1）為驗(yàn)證氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng)，需要用氯氣置換出硫，則必須用裝置A制備氯氣，實(shí)驗(yàn)室通常用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，則A裝置中A的分液漏斗中盛裝的試劑是濃鹽酸，燒瓶中加入的試劑是MnO₂，
故答案為：濃鹽酸；MnO₂；
（2）由于用濃鹽酸制取氯氣，且需要加熱，即實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要揮發(fā)出HCl氣體，因此虛線框部分應(yīng)是除去HCl氣體的裝置，可以使用洗氣瓶，瓶?jī)?nèi)盛裝飽和食鹽水，既除去HCl，又降低氯氣在水中的溶解度．所用裝置為：，故答案為：；除去Cl₂中的HCl氣體；
（3）要在B中發(fā)生氯氣置換出硫的反應(yīng)，在給定試劑中只能選取Na₂S溶液，發(fā)生的是置換反應(yīng)，化學(xué)方程式為：Na₂S+Cl₂=2NaCl+S↓，
故答案為：A；有淡黃色沉淀生成；Na₂S+Cl₂=2NaCl+S↓；置換；
（4）從氯原子和硫原子的核外電子排布可知：Cl與S分別為第三周期元素的VIIA和VIA，原子半徑：S＞Cl，因?yàn)镃l的核電荷數(shù)大于S，Cl的原子核對(duì)最外層電子的吸引能力比S強(qiáng)，即Cl的電子能力比S強(qiáng)，非金屬性Cl比S強(qiáng)．答案為：Cl原子、S原子的電子層數(shù)相同，但最外層電子數(shù)Cl原子是7，S原子是6，且原子半徑Cl＜S，因此，在反應(yīng)中Cl原子比S原子更容易獲得電子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng)，
故答案為：Cl原子、S原子的電子層數(shù)相同，但最外層電子數(shù)Cl原子是7，S原子是6，且原子半徑Cl＜S，因此，在反應(yīng)中Cl原子比S原子更容易獲得電子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng)；
（5）我們可從最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱、與氫氣反應(yīng)的難以程度、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等來(lái)判斷元素非金屬性的強(qiáng)弱，對(duì)Cl和S來(lái)說(shuō)，可具體為：HCl的穩(wěn)定性比H₂S的穩(wěn)定性強(qiáng)或者HClO₄的酸性比H₂SO₄的酸性強(qiáng)，
故答案為：HCl的穩(wěn)定性比H₂S的穩(wěn)定性強(qiáng)或者HClO₄的酸性比H₂SO₄的酸性強(qiáng)（其他合理答案均可）；
（6）判斷元素金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)有：最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱、單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換出氫氣的劇烈程度、金屬之間的置換反應(yīng)等，而判斷元素具有金屬的依據(jù)與之不同，如（5）所述．因此，Cl元素的化合價(jià)既有升高又有降低，不能說(shuō)明氯元素既具有金屬性又具有非金屬性，
故答案為：不能，金屬性強(qiáng)弱的判斷以元素的單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)置換氫的難易程度，以及它的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱為依據(jù)．非金屬性的強(qiáng)弱以它與氫氣生成氫化物的穩(wěn)定性或它的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱來(lái)判斷（其他合理答案均可）．

點(diǎn)評(píng) 本題應(yīng)從實(shí)驗(yàn)裝置著眼，從比較Cl和S的非金屬性強(qiáng)弱著手，從整體的角度把握題目需要解答的問(wèn)題，要通過(guò)本題建立解答本類(lèi)題的正確思維過(guò)程．