Question

《Nature》报道了我国科学家通过测量化石中²⁶Al和¹⁰Be两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”．回答下列问题：
（1）⁹Be和¹⁰Be

 

（填字母）．
A．是同一种原子                B．具有相同的中子数
C．具有相同的化学性质       D．自然界中具有恒定的含量
（2）Al和Be具有相似的化学性质，写出Be与NaOH溶液反应的化学方程式：

 

．
（3）研究表明²⁶Al可以衰变为²⁶Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是

 

（填字母）．
A．比较这两种元素的单质的硬度和熔点
B．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液
C．将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
D．将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
（4）为了证明：氮、碳、硅的非金属性依次减弱，请你设计实验．
供选择的药品有：1mol?L^-1的硝酸溶液、1mol?L^-1的硫酸溶液、碳酸钙、碳酸钠固体、0.5mol?L^-1的硅酸钠溶液、澄清石灰水、饱和碳酸氢钠溶液、漂白粉溶液．供选择的仪器如下（仪器可重复使用）：

在便于控制反应的前提下，选择仪器和药品按气流从上至下顺序填表（可不填满，也可补充）：

仪器代号	所装试剂	装置作用
A	石灰石和   ．	制取CO2证明硝酸比碳酸强
C

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,元素周期律的作用

专题：实验设计题,元素周期律与元素周期表专题

分析：（1）¹⁰Be和⁹Be的质子数相同、中子数不同，属于同位素；
（2）Al和Be具有相似的化学性质，根据Al与NaOH溶液反应知，Be与NaOH溶液反应生成偏铍酸钠和氢气；
（3）金属的金属性强弱的比较方法有：金属之间的置换反应、金属与同种酸或水生成氢气的难易程度、金属的最高价氧化物的水化物碱性强弱等来判断；
（4）该实验是利用强酸制弱酸的原理，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，氮、碳、硅的非金属性依次减弱，则对于最高价氧化物对应的水合物酸性也依次减弱，则利用硝酸制备碳酸，再利用碳酸制备硅酸来说明，由题意可推测，A装置中主要验证的是氮大于碳，即用硝酸制备二氧化碳，但由于硝酸具有挥发性，所以在验证碳酸大于硅酸时要除去硝酸气体，所以在C装置中选用饱和碳酸氢钠除去硝酸气体，最后再选用C装置，将二氧化碳通入硅酸钠溶液中，观察是否有硅酸沉淀产生来判断碳与硅的非金属性强弱．

解答： 解：（1）¹⁰Be和⁹Be的质子数相同、中子数不同，属于同位素，
A．其质量数不同，所以不是同一种原子，故错误；
B．¹⁰Be和⁹Be的中子数分别为6、5，所以其中子数不同，故错误；
C．决定化学性质的是其最外层电子，二者的核外电子排布相同，所以同位素具有相同的化学性质，故正确；
D．同位素具有恒定的丰度，故正确；
故选CD；
（2）Al和Be具有相似的化学性质，根据Al与NaOH溶液反应知，Be与NaOH溶液反应生成偏铍酸钠和氢气，方程式为Be+2NaOH═Na₂BeO₂+H₂↑，
故答案为：Be+2NaOH═Na₂BeO₂+H₂↑；
（3）A．金属性强弱与其单质的硬度和熔点无关，故错误；
B．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液，氢氧化铝能溶于NaOH溶液，而氢氧化镁不溶于NaOH溶液，所以Mg的金属性大于Al，故正确；
C．将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液，Mg和沸水的溶液呈红色、Al和沸水的溶液不变色，说明Mg能置换出氢气，则Mg的活泼性大于Al，故正确；
D．将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用，二者表面都生成氧化物薄膜，氧化镁和氧化铝都不与水反应，所以无法判断金属性强弱，故错误；
故选BC；
（4）该实验是利用强酸制弱酸的原理，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，氮、碳、硅的非金属性依次减弱，则对于最高价氧化物对应的水合物酸性也依次减弱．由题意可推测，A装置中主要验证的是氮大于碳，即用硝酸制备二氧化碳，但由于硝酸具有挥发性，所以在验证碳酸大于硅酸时要除去硝酸气体，所以在C装置中选用饱和碳酸氢钠除去硝酸气体，最后再选用C装置，将二氧化碳通入硅酸钠溶液中，观察是否有硅酸沉淀产生来判断碳与硅的非金属性强弱，故答案为：

仪器代号	所装试剂	装置作用
	1 mol/L硝酸
	饱和碳酸氢钠溶液	除去CO2中的硝酸蒸气
C	硅酸钠溶液	证明碳酸强于硅酸

点评：本题考查较综合，涉及同位素、晶体类型的判断、离子半径大小比较、金属性强弱判断、电子式等知识点，这些知识点都是考试高频点，根据基本概念及元素周期律等知识点来分析解答，题目难度不大．