Question

17．某同學為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設計了如下系列實驗．
Ⅰ．（1）將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的同濃度的鹽酸中，試預測實驗結果：鉀與鹽酸反應最劇烈，鋁與鹽酸反應的速度最慢；鋁與鹽酸反應產(chǎn)生的氣體最多．
（2）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，反應的離子方程式為S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-．
（3）將NaOH溶液與NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，從而驗證NaOH堿性強于NH₃•H₂O，繼而可以驗證Na的金屬性強于氮，你認為此設計是否合理？并說明理由．不合理，NH₃•H₂O不是N元素對應的最高價氧化物的水化物．
Ⅱ．利用如圖裝置可驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律
（4）儀器B的名稱為錐形瓶，干燥管D的作用為防止倒吸．
（5）若要證明非金屬性：Cl＞I，則A中加濃鹽酸，B中加KMnO₄（KMnO₄與濃鹽酸常溫下反應生成氯氣），C中加淀粉碘化鉀混合溶液，觀察到C中溶液變藍（填現(xiàn)象），即可證明．從環(huán)境保護的觀點考慮，此裝置缺少尾氣處理裝置，可用NaOH溶液吸收尾氣．
（6）若要證明非金屬性：C＞Si，則在A中加鹽酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液，觀察到C中溶液有白色沉淀生成（填現(xiàn)象），即可證明．但有的同學認為鹽酸具有揮發(fā)性，可進入C中干擾試驗，應在兩裝置間添加裝有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶除去．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)金屬活動性順序表可以判斷鈉、鉀、鎂、鋁的活潑性，活潑性越強，與鹽酸反應越劇烈；根據(jù)電子守恒比較生成氫氣體積大小；
（2）硫離子被氯氣氧化成硫單質(zhì)，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
（3）元素的最高價氧化物的水化物的堿性越強，元素的金屬性越強；
Ⅱ．（4）根據(jù)儀器的構造寫出儀器A的名稱；球形干燥管具有防止倒吸的作用；
（5）氯氣能夠?qū)⒌怆x子氧化成碘單質(zhì)；氯氣有毒，氯氣能夠與氫氧化鈉溶液反應；
（6）碳酸酸性強于硅酸，二氧化碳能夠與硅酸鈉反應生成白色沉淀硅酸；除去二氧化碳中氯化氫，可以使用飽和碳酸氫鈉溶液．

解答 解：Ⅰ．（1）金屬活潑性順序為：鉀＞鈉＞鎂＞鋁，所以相同條件下與鹽酸反應最激烈的是鉀，反應速率最慢的是鋁；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，
故答案為：鉀；鋁；鋁；
（2）氯氣氧化性強于硫單質(zhì)，所以氯氣能夠與硫離子反應生成硫，反應的離子方程式為：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-，
故答案為：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-；
（3）將NaOH溶液與NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，可以說明NaOH的堿性大于NH₃•H₂O，但不能說明Na的金屬性大于N，因為要驗證金屬性的強弱，必須通過比較最高價氧化物所對應的水化物的堿性來進行比較，而NH₃•H₂O不是氮元素的最高價氧化物的水化物，
故答案為：不合理，NH₃•H₂O不是N元素對應的最高價氧化物的水化物；
Ⅱ．（4）儀器A為分液漏斗；球形干燥管D能夠防止倒吸，可以避免C中液體進入錐形瓶中，
故答案為：錐形瓶；防止倒吸；
（5）濃鹽酸和高錳酸鉀反應生成氯氣，氯氣具有強氧化性，可與碘化鉀反應生成碘，因淀粉遇碘變藍色，則可觀察到溶液變藍，氯氣有毒，不能排放到空氣中，可與氫氧化鈉溶液反應而被吸收，則可用氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收，反應離子方程式為：2OH^-+Cl₂═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：變藍；NaOH；
（6）氯化氫具有揮發(fā)性，干擾實驗結果，需要將二氧化碳中的氯化氫除掉，根據(jù)氯化氫與碳酸氫鈉反應，而二氧化碳不反應，可以在B和C之間增加裝有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶，
故答案為：有白色沉淀生成；飽和NaHCO₃．

點評 本題考查了實驗方案設計，涉及金屬、非金屬性強弱的探究，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關鍵，同時考查學生靈活運用知識解答問題的能力，題目難度中等．