Question

(15分)某同學為探究元素周期表中元素性質的遞變規律，設計了如下系列實驗。
Ⅰ.(1)試用實驗室提供的下列試劑，設計兩個原理不同的簡單實驗（只要寫出實驗的方案即可），證明鎂元素的金屬性比鋁元素強。
試劑：鎂條、鋁條、氯化鋁溶液、氯化鎂溶液、稀鹽酸、氫氧化鈉溶液
方案一：_____________________________________________________________；
方案二：_____________________________________________________________。
Ⅱ.利用下圖裝置可驗證同周期元素非金屬性的變化規律
(1)儀器A的名稱為________，干燥管D的作用為________________。
(2)若要證明非金屬性：Cl>S，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___________，觀察到C中溶液___________________________的現象，即可證明。反應的離子方程式為________________________________________________________。
從環境保護的觀點考慮，此裝置缺少尾氣處理裝置，可用________溶液吸收尾氣。
(3)若要證明非金屬性：N>C，則在A中加稀硝酸，B中加碳酸鈣，C中加澄清石灰水；觀察到C中溶液變渾濁的現象，即可證明。該實驗原理為______________________________。但有的同學在實驗中一切操作正確的情況下沒觀察到上述現像，試分析可能的原因是___________________________。

Answer 1

Ⅰ（1）方案一：用形狀大小相同的鋁條和鎂條分別一等體積等濃度的稀鹽酸反應，觀察其反應速率快慢  （2分）
方案二：分別向等體積等濃度的氯化鋁溶液、氯化鎂溶液中加入氫氧化鈉溶液至過量，觀察其沉淀及其溶解情況（2分）
Ⅱ（1）分液漏斗；防倒吸（每空1分）
（2）硫化鈉溶液（1分）有黃色沉淀生成（1分） S^2－＋Cl₂＝2Cl^－＋S↓（2分） 氫氧化鈉溶液（1分）
（3）利用非金屬元素最高價氧化物對應水化物酸性強弱來比較元素非金屬性強弱 （2分） 硝酸有揮發性，隨二氧化碳一起逸出（2分）

試題分析：Ⅰ（1）方案一：判斷金屬性強弱可以依據金屬與酸反應的劇烈程度，因此可以設計金屬與相同濃度的鹽酸生成氣體的劇烈程度判斷鎂和鋁金屬性強弱；
方案二：根據氫氧化鎂、氫氧化鋁是否溶于強堿設計，過量堿液可使生成的Al（OH）₃溶解，而Mg（OH）₂則不溶，具體方法：分別向等體積等濃度的氯化鋁溶液、氯化鎂溶液中加入氫氧化鈉溶液至過量，觀察其沉淀及其溶解情況；
Ⅱ（1）根據儀器結構特點可知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；
（2）若要證明非金屬性：Cl＞S，可以利用單質之間的置換反應。B中產生氯氣，則在C中加入硫化鈉溶液，；氯氣與硫化鈉分子置換反應生成氯化鈉和單質硫，所以觀察到C中溶液有黃色沉淀生成的現象，即可證明，反應的離子方程式為S^2－＋Cl₂＝2Cl^－＋S↓；氯氣是一種有毒氣體，必須進行尾氣吸收，氯氣能夠與氫氧化鈉溶液反應，可以使用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣；
（5）要證明非金屬性是N＞C，則可以利用最高價氧化物水化物的酸性強弱來比較，依據較強的酸可以制備較弱的酸可知，如果在A中加稀硝酸，B中加碳酸鈣，則B中產生CO₂，CO₂能使澄清石灰水變渾濁，因此C中加澄清石灰水；觀察到C中溶液變渾濁的現象，即可證明。由于硝酸有揮發性，隨二氧化碳一起逸出進入澄清的石灰水，因此沒觀察到上述現像。