Question

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C和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的性质递变规律，图2中A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红纸．（已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气）．

（1）甲同学设计的实验，固体B为大理石，试剂A为

①

（填序号）；
①稀硝酸     ②浓盐酸     ③NaOH溶液    ④Na₂SiO₃溶液
（2）写出图1烧瓶中发生反应的离子方程式

2H⁺+CaCO₃=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑

；
（3）甲同学所做实验图1烧杯中现象为

出现白色沉淀

；
（4）乙同学所做实验图2中B处的现象为

湿润的淀粉KI试纸变蓝

；
（5）写出图2中A处发生反应的离子方程式

Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-

；
（6）乙同学用图2来完成实验验证卤素单质氧化性：Cl₂＞Br₂＞I₂，你认为合理吗？

不合理

（填“合理”或“不合理”）理由是

通过B的气体主要是Cl₂，即不能说明氧化性Br₂＞I₂

．

Answer 1

分析：（1）验证元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，所选取的酸应为稀硝酸；
（2）烧瓶中是碳酸钙与稀硝酸反应，生成硝酸钙、水、二氧化碳．
（3）C中应盛装硅酸钠溶液，以此来证明硝酸、碳酸以及硅酸的酸性强弱，碳酸酸性比硅酸强．
（4）单质的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，则B处氯气通过湿润的淀粉KI试纸，生成I₂；
（5）浓盐酸和高锰酸钾在常温下发生氧化还原反应生成氯气，非金属性Cl＞Br＞I，单质的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，卤素单质之间可发生置换反应；
（6）通过B处的气体主要是氯气，氯气能氧化碘离子．

解答：解：（1）验证元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，圆底烧瓶内的固体药品应为大理石，不能用碳酸钠粉末，反应剧烈，不易控制反应，所选取的酸应为稀硝酸，不能选硫酸，硫酸钙微溶，阻止碳酸钙与硫酸进一步反应，故答案为：①；
（2）烧瓶中应是碳酸钙与稀硝酸反应，因为碳酸钙难溶于水，要写分子式，硝酸是强酸，要写成离子，因此烧瓶中反应的离子方程式是：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，故答案为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
（3）C中应盛装硅酸钠溶液，以此来证明硝酸、碳酸以及硅酸的酸性强弱，由于碳酸酸性比硅酸强，在C中通入二氧化碳气体生成硅酸沉淀，因此烧杯中反应的离子方程式是CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，H₂SiO₃是白色沉淀，
故答案为：出现白色沉淀；
（4）单质的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，则B处氯气通过湿润的淀粉KI试纸，氯气与KI反应Cl₂+2KI═2Cl^-+I₂，生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色，
故答案为：湿润的淀粉KI试纸变蓝； 
（5）单质的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，A处氯气通过沾有NaBr溶液的棉花溴化钠溶液，发生置换反应生成溴，反应的离子方程式为Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；
（6）通过B处的气体主要是氯气，氯气能氧化碘离子，所以淀粉KI试纸变蓝色，是因为B处氯气通过湿润的淀粉KI试纸，氯气与KI反应Cl₂+2KI═2Cl^-+I₂，生成碘单质，所以不能证明Br₂＞I₂，故答案为：不合理；通过B的气体主要是Cl₂，即不能说明氧化性Br₂＞I₂．

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．