Question

4．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验．
Ⅰ．将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：钾与盐酸反应最剧烈，铝与盐酸反应的速度最慢．
Ⅱ．利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
（1）检验该装置气密性的操作方法是打开分液漏斗A的旋塞，用热毛巾捂热锥形瓶B，试管C中有气泡冒出，移开热毛巾，C中水柱上升一段，干燥管D的作用是防倒吸．
（2）现有试剂：盐酸、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液，请从中选择试剂并用如图装置证明酸性：HCl＞H₂CO₃＞H₂SiO₃．则B中应盛装的试剂为碳酸钙，C中产生的现象为有白色沉淀生成．请判断能（填“能”或“不能”）根据实验现象判断非金属性：Cl＞C＞Si．
（3）若C中盛装的是Na₂S溶液，A中盛装浓盐酸，B中盛装KMnO₄粉末．（KMnO₄与浓盐酸常温下快速反应生成氯气）反应开始后观察到C中出现淡黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强（填“强”或者“弱”或者“无法比较”），写出反应的离子方程式为Cl₂+S^2-=2Cl^-+S↓．

Answer 1

分析 I．元素的金属性越强，其单质与酸或水反应越剧烈；
II．（1）根据气压原理检查装置的气密性；有缓冲作用的仪器能防止倒吸；
（2）要证明酸性强弱，应该采用强酸制取弱酸的方法检验，强酸和弱酸盐反应生成弱酸；盐酸酸性最强，所以A中盛放盐酸，盐酸和碳酸钙制取二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液生成硅酸，从而确定酸性强弱；
（3）浓盐酸具有还原性、酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，二者发生氧化还原反应生成氯气，氯气具有强氧化性，能氧化Na₂S溶液中的S^2-生成S，非金属元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性．

解答 解：I．同一周期元素，金属性随着原子序数增大而减弱，元素的金属性越强，其单质与酸或水反应越剧烈，所以金属性K＞Na＞Mg＞Al，则K与盐酸反应最剧烈、Al与盐酸反应速率最慢，故答案为：钾；铝；
II．（1）检查装置气密性的方法：打开分液漏斗A的旋塞，用热毛巾捂热锥形瓶B，试管C中有气泡冒出，移开热毛巾，C中水柱上升一段；有缓冲作用的仪器能防止倒吸，倒置的干燥管有缓冲作用，所以能防止倒吸，故答案为：打开分液漏斗A的旋塞，用热毛巾捂热锥形瓶B，试管C中有气泡冒出，移开热毛巾，C中水柱上升一段；防倒吸；
（2）要证明酸性强弱，应该采用强酸制取弱酸的方法检验，盐酸酸性最强，所以A中盛放盐酸，盐酸和碳酸钙制取二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液生成硅酸，则B中盛放碳酸钙、C中盛放硅酸钠，硅酸难溶于水，所以二氧化碳和硅酸钠反应生成硅酸沉淀，看到的现象是有白色沉淀生成，故答案为：碳酸钙；有白色沉淀生成；能；
（3）浓盐酸具有还原性、酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，二者发生氧化还原反应生成氯气，氯气具有强氧化性，能氧化Na₂S溶液中的S^2-生成S，离子方程式为Cl₂+S^2-=2Cl^-+S↓，非金属元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，该反应中Cl元素化合价由0价变为-1价、S元素化合价由-2价变为0价，所以氯气是氧化剂、S是氧化产物，则氧化性：Cl₂＞S，所以非金属性Cl＞S，
故答案为：强；Cl₂+S^2-=2Cl^-+S↓．

点评 本题考查性质实验方案设计，侧重考查学生分析判断及知识运用能力，明确实验原理是解本题关键，知道金属性、非金属性强弱判断方法，注意：（2）装置设计不很合理，生成的二氧化碳中含有盐酸，盐酸和硅酸钠反应也生成白色沉淀，所以在C装置前应该有一个洗气装置，防止吸收干扰实验．