Question

某同學設計實驗以探究元素性質的遞變規律，實驗裝置如圖所示。

實驗Ⅰ：根據元素最高價含氧酸的酸性強弱探究元素非金屬性遞變規律。

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中反應的離子方程式為____________________，C中可觀察到的現象是________。

（2）B裝置的作用是__________________________________________________________。

（3）根據實驗現象推知，碳酸、硝酸、硅酸的酸性強弱順序是________，由此得出碳、硅、氮三種元素非金屬性的強弱順序是________。

實驗Ⅱ：已知常溫下高錳酸鉀與濃鹽酸混合可產生氯氣，利用該裝置探究氯和溴元素的非金屬性強弱。

（4）寫出B裝置中發生反應的離子方程式：_______________________________________。

（5）C裝置的作用是_________________________________________________________。

（6）實驗結論：氧化性：____________________，非金屬性：____________________。

 

Answer 1

（1）CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O　溶液變渾濁

（2）除去二氧化碳中混有的硝酸蒸氣

（3）HNO3>H2CO3>H2SiO3　N>C>Si

（4）Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－

（5）吸收尾氣，防止氯氣污染環境

（6）Cl2>Br2　Cl>Br

【解析】（1）A中硝酸與碳酸鈣反應產生二氧化碳：CaCO3＋2HNO3=Ca（NO3）2＋CO2↑＋H2O，碳酸的酸性比硅酸強，發生反應：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2CO2＋2H2O=2NaHCO3＋H2SiO3↓，因此C中產生白色沉淀或溶液變渾濁。

（2）由于硝酸具有揮發性，為避免硝酸與硅酸鈉反應而干擾二氧化碳與硅酸鈉溶液反應，必須凈化二氧化碳，利用飽和碳酸氫鈉溶液吸收硝酸蒸氣。

（3）由實驗現象可知三種酸中，硝酸酸性最強，硅酸酸性最弱；由此推知，氮的非金屬性最強，硅的非金屬性最弱。在元素周期表中，氮和碳位于同一周期，碳與硅位于同一主族，由此可以推出同主族、同周期非金屬元素性質的遞變規律。

（4）題目已限制探究氯與溴的非金屬性強弱，所以B中應裝溴化鉀或溴化鈉溶液。

（5）由于尾氣中含有氯氣，故要用堿溶液吸收，以避免污染環境。

（6）根據置換反應可得出單質的氧化性強弱。