Question

6．某学习小组同学利用如图装置来验证同主族元素非金属性的变化规律：
（1）要证明非金属性：Cl＞I，在A中加浓盐酸，B中加KMnO₄（KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气），C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液变蓝的现象，即可证明．干燥管D的作用是防止溶液倒吸．从环境保护的角度考虑，此装置尚缺少尾气处理装置，可用NaOH溶液吸收尾气．
（2）要证明非金属性：C＞Si，在A中加盐酸，B中加CaCO₃，C中加Na₂SiO₃溶液，将观察到C中有白色沉淀生成的现象．但老师认为，该现象不足以证明酸性强弱关系为碳酸＞硅酸，请用文字叙述理由有白色沉淀生成；从B中挥发出的HCl也会和硅酸钠溶液反应生成硅酸．因此应在B、D之间增加一个盛有足量D（选填下列字母：A．浓盐酸 B．浓NaOH溶液C．饱和Na₂CO₃溶液 D．饱和NaHCO₃溶液）的洗气装置．改进后C中发生反应的化学方程式是Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（或Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃）．

Answer 1

分析 （1）KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气，氯气把碘化钾氧化为碘单质，淀粉遇碘变蓝色，氯气易溶于水，需要防止倒吸，氯气能与强碱发生反应；
（2）根据较强酸制较弱酸原理，HCl或CO₂都能与Na₂SiO₃溶液反应生成硅酸沉淀，要证明酸性碳酸＞硅酸，必须排除挥发出的HCl的干扰，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸和碳酸钠（或碳酸氢钠）．

解答 解：（1）KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气，氯气把碘化钾氧化为碘单质，淀粉遇碘变蓝色，因此观察到C中溶液变蓝；
氯气易溶于水，需要防止倒吸，而D为肚容式防倒吸装置，所以干燥管D的作用是防止溶液倒吸；
氯气能与强碱发生反应，因此可用NaOH溶液吸收尾气，
故答案为：变蓝；防止溶液倒吸；NaOH；
（2）根据较强酸制较弱酸原理，酸性HCl＞H₂CO₃＞H₂SiO₃，HCl或CO₂都能与Na₂SiO₃溶液反应生成硅酸沉淀，因此C中出现白色沉淀生成；
正是由于从B中挥发出的HCl也会和硅酸钠溶液反应生成硅酸，所以该现象不足以证明酸性强弱关系为碳酸＞硅酸；
需要把二氧化碳中混有的HCl除去，可选用饱和NaHCO₃溶液，而浓盐酸易挥发、浓氢氧化钠溶液和饱和碳酸钠溶液即可吸收HCl也可吸收二氧化碳；
二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸和碳酸钠（或碳酸氢钠），所以化学方程式为Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（或Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃），
故答案为：有白色沉淀生成；从B中挥发出的HCl也会和硅酸钠溶液反应生成硅酸；D；Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（或Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃）．

点评 本题考查了实验方案设计，涉及金属、非金属性强弱的探究，明确物质的性质是解本题关键，同时考查学生灵活运用知识解答问题的能力，题目难度不大．