Question

某研究性學習小組設計了一組實驗來探究元素周期律．甲同學根據元素非金屬性與對應最高價含氧酸之間的關系，設計了如圖1裝置來一次性完成同主族元素碳與硅的非金屬性強弱比較的實驗研究；乙同學設計了如圖2裝置來驗證鹵族元素性質的遞變規律，A、B、C三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、濕潤的淀粉KI試紙、濕潤的紅色試紙．已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應生成氯氣．
根據圖1回答：
（1）寫出選用物質的名稱：A

硝酸

，B

碳酸鈣

C

硅酸鈉溶液

；
（2）燒瓶中反應的離子方程式為

CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂+H₂O

；
燒杯中反應的離子方程式為

SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足），或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂過量）

；
根據圖2回答：
（3）乙同學的實驗原理是

強氧化劑生成弱氧化劑或活潑的非金屬單質置換出較不活潑的非金屬單質

；
（4）B處的實驗現象是

濕潤的淀粉KI試紙變藍

；
（5）B處的反應的離子方程式：

2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-

．

Answer 1

分析：根據圖1，可知，應該運用弱酸制強酸或較強酸制較弱酸的實驗原理，即用硝酸制取二氧化碳，用二氧化碳與硅酸鈉反應制硅酸；
根據圖2，可知，應該運用非金屬單質之間的置換反應來判斷非金屬元素的強弱．

解答：解：（1）要比較碳和硅兩種元素的非金屬強弱，可以通過其最高價氧化物對應水合物的酸性強弱來判斷，即可用較強酸制備較弱酸，因此可考慮把CO₂氣體通入Na₂SiO₃溶液，看是否有硅酸沉淀生成．觀察圖1，B為顆粒狀固體，則可判斷B為CaCO₃，應用硝酸（不用硫酸，因為硫酸無法與碳酸鈣反應制取二氧化碳）與碳酸鈣反應制取CO₂．則A是硝酸，B是碳酸鈣，C是硅酸鈉溶液．故答案為：硝酸；碳酸鈣；硅酸鈉溶液；
（2）燒瓶中應是碳酸鈣與稀硝酸反應，因為碳酸鈣難溶于水，要寫分子式，硝酸是強酸，要寫成離子，因此燒瓶中反應的離子方程式是：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂+H₂O．燒杯中應是硅酸鈉和二氧化碳反應，硅酸鈉易溶于水可寫成離子，CO₂是其他，要保留分子式，因此燒杯中反應的離子方程式是：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：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂+H₂O；SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足）或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂過量）；
（3）由圖2，根據題意，濃鹽酸與高錳酸鉀反應會生成氯氣，然后氯氣經過B處會與KI反應生成I₂，由此可知，驗證鹵族元素性質的遞變規律的實驗原理是：強氧化劑生成弱氧化劑 或活潑的非金屬單質置換出較不活潑的非金屬單質，故答案為：強氧化劑生成弱氧化劑；或活潑的非金屬單質置換出較不活潑的非金屬單質；
（4）氯氣在B處與KI反應生成單質碘，碘單質與淀粉作用會變成藍色，即B處的實驗現象是：濕潤的淀粉KI試紙變藍，故答案為：濕潤的淀粉KI試紙變藍；
（5）B處氯氣與KI反應的化學方程式是：Cl₂+2KI═2Cl^-+I₂，其離子方程式是：2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-．故答案為：2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-．

點評：本題將元素及其化合物、元素周期律與實驗知識結合起來，考查了審題能力、思維能力，具有較強的綜合性，有一定的難度．