Question

11．某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律．甲同学设计了如图1装置，根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，可以一次性完成碳族元素中C与Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律．A、B、C三处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、蘸有碱液的棉花．已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气．

（1）甲同学设计实验的理论依据是最高价氧化物对应水化合物酸性H₂CO₃＞H₂SiO₃；写出选用药品分别为：ACaCO₃，B饱和NaHCO₃溶液，CNa₂SiO₃溶液；其中装置B中所盛试剂的作用为除去CO₂气体中混有的HCl气体；C中反应的离子方程式为SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
（2）乙同学的实验理论依据是非金属性强的元素对应的单质可置换出非金属性弱的元素对应的单质；A处的现象是：棉花变成橙黄色；写出B处的离子方程式Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂，C处药品的作用吸收尾气．

Answer 1

分析 （1）根据信息知道：甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系如图1装置来一次性完成C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较，根据强酸制弱酸来回答即可；B的作用是除去二氧化碳中氯化氢，C中二氧化碳和硅酸钠反应；
（2）根据氧化性强的单质可以将氧化性弱的单质从其盐中置换出来结合反应产物来分析．

解答 解：（1）根据题干信息：甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成同主族元素非金属性强弱比较的实验研究，碳酸酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物酸性越强，则原子的非金属性越强，依据强酸制弱酸来设计反应；A装置用来制取二氧化碳，故A为碳酸钙，盐酸易挥发，故B的作用是除去二氧化碳中氯化氢，故B为饱和碳酸钠溶液，C为硅酸钠溶液，二氧化碳和硅酸钠发生反应离子方程式为：SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
故答案为：最高价氧化物对应水化合物酸性H₂CO₃＞H₂SiO₃；CaCO₃；饱和NaHCO₃溶液；Na₂SiO₃溶液；除去CO₂气体中混有的HCl气体；SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
（2）根据题干信息：乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律，所以乙同学的实验原理是非金属性强的元素对应的单质可置换出非金属性弱的元素对应的单质，高锰酸钾和浓盐酸反应会产生氯气，氯气具有氧化性，能将溴离子，碘离子氧化为对应的单质，即A处：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，棉花变成橙黄色，B：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂，试纸变蓝色，氯气污染环境，不能直接排放，故C处蘸有碱液的棉花吸收尾气；
故答案为：非金属性强的元素对应的单质可置换出非金属性弱的元素对应的单质；棉花变成橙黄色；Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；吸收尾气．

点评 本题将元素及其化合物、元素周期律与非金属性强弱比较的实验设计结合起来，具有较强的综合性，有一定的难度，注意实验设计的原理和方法．