Question

【題目】某研究小組為探究元素周期表中元素性質的遞變規律，設計了如下實驗。

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：________與鹽酸反應最劇烈，________與鹽酸反應的速度最慢；________與鹽酸反應產生的氣體最多。

向Na2S溶液中通入氯氣出現黃色渾濁，可證明Cl的非金屬性比S強，反應的離子方程式為_______________。

（3）資料顯示：鈉、鎂、鋁都可以用于制備儲氫的金屬氫化物。

① NaH是離子化合物，能與水發生氧化還原反應生成H2，該反應的還原劑是________________。

② NaAlH4是一種良好的儲氫材料。NaAlH4與水反應產生氫氣的化學方程式為____________________。

Ⅱ．為驗證氯、溴、碘三種元素的非金屬性強弱，用下圖所示裝置進行試驗（夾持儀器已略去，氣密性已檢驗）。

實驗過程：

①打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。

②當B和C中的溶液都變為黃色時，夾緊彈簧夾。

③當B中溶液由黃色變為棕紅色時，關閉活塞a。

④……

（1）A中發生反應生成氯氣，請寫出該反應的離子方程式：___________________。

（2）驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現象是________________________。

（3）B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是__________________________。

（4）為驗證溴的氧化性強于碘，過程④的操作和現象是______________________。

（5）過程③實驗的目的是____________________。

（6）請運用原子結構理論解釋氯、溴、碘非金屬性逐漸減弱的原因：_______________。

Answer 1

【答案】 鉀 鋁 鋁 S2－＋Cl2 == S↓＋2Cl－ NaH NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑ 2MnO4－+16H++10Cl－== 2Mn2++5Cl2↑+8H2O 淀粉KI試紙變藍 吸收氯氣 防止污染 打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D振蕩。靜止后CCl4層溶液變為紫紅色 確認C的黃色溶液中無Cl2，排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾 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

【解析】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；（2）氯氣氧化性強于硫單質，所以氯氣能夠與硫離子反應生成硫，反應的離子方程式為：S2-+Cl2═S↓+2Cl-；（3）① NaH和水反應的方程式為：NaH+H2O=NaOH+H2↑，其中水是氧化劑，NaH是還原劑；由上述反應不難發現NaAlH4中的H呈-1價，同樣可以被水氧化為氫氣，同時生成NaAlO2，即：NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑；

Ⅱ．（1）A中高錳酸鉀與濃鹽酸反應生成氯氣、氯化鉀、氯化錳和水的離子方程式為：2MnO4－+16H++10Cl－=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；（2）驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現象是KI淀粉試紙變藍，Cl2＋2I－=2Cl－＋I2 ,I2遇淀粉變藍色；（3）B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是：吸收氯氣，防止污染空氣；（4）為驗證溴的氧化性強于碘，過程④的操作和現象是打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D振蕩。靜止后CCl4層溶液變為紫紅色，其中紫紅色為I2溶解在CCl4呈現的顏色；（5)過程③實驗的目的是確認C的黃色溶液中無Cl2，排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾；(6)氯、溴、碘單質的氧化性逐漸減弱的原因：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。