Question

4．某研究性学习小组设计了一组实验来验证元素周期律．
I．甲同学用过氧化氢的水溶液和二氧化锰制备氧气，并将其通入到氢硫酸中．

（1）过氧化氢的电子式
（2）从图1中选择氧气的制备装置A，反应前需要的操作是检验装置气密性
（3）该实验如何证明O的非金属性强于S（用化学方程式表示）O₂+2H₂S=2S↓+2H₂O
（4）你认为能证明Cl的非金属性强于S的是bef
a．H₂S的酸性弱于HCl            b．S^2-的还原性强于Cl^-
c．S在常温下为固体而Cl₂为气体   d．H₂SO₃的酸性弱于HClO₃
e．H₂S不如HCl稳定              f．S与H₂化合不如Cl₂与H₂化合剧烈
Ⅱ．乙同学利用图3所示实验装置设计实验来验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱．已知A是一种强酸，常温下可与铜反应；B是难溶性块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成．
（5）写出所选物质或溶液中溶质的化学式：AHNO₃，BCaCO₃，CNa₂SiO₃．

Answer 1

分析 I．（1）过氧化氢中H-O原子之间、O-O原子之间都存在一对共用电子对；
（2）用过氧化氢的水溶液和二氧化锰制备氧气，反应物状态为固液混合，且不需要加热；有连接的装置在使用前必须检验装置气密性；
（3）元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强；
（4）元素的非金属性越强，该元素得电子能力越强，其单质的氧化性越强，其简单阴离子的还原性越弱，其单质与氢气反应越容易，其氢化物的稳定性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强；
II．（5）元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，强酸能和弱酸盐反应生成弱酸，A是一种强酸，常温下可与铜反应，则A应该是N元素最高价氧化物的水化物硝酸；B是难溶性块状固体，能和硝酸反应，为碳酸钙；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成，C中溶液应该是硅酸钠溶液．

解答 解：I．（1）过氧化氢中H-O原子之间、O-O原子之间都存在一对共用电子对，其电子式为，故答案为：；
（2）用过氧化氢的水溶液和二氧化锰制备氧气，反应物状态为固液混合，且不需要加热，所以应该选择A装置；有连接的装置在使用前必须检验装置气密性，所以该实验之前必须检验装置气密性，否则收集不到气体，
故答案为：A；检验装置气密性；
（3）元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，氧气能氧化硫化氢生成S而说明O元素的非金属性大于S，反应方程式为O₂+2H₂S=2S↓+2H₂O，故答案为：O₂+2H₂S=2S↓+2H₂O；
（4）元素的非金属性越强，该元素得电子能力越强，其单质的氧化性越强，其简单阴离子的还原性越弱，其单质与氢气反应越容易，其氢化物的稳定性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，
a．H₂S的酸性弱于HCl，说明硫化氢的电离程度大于HCl，但不能证明非金属性强弱，故错误；            
b．元素的非金属性越强，其简单阴离子的还原性越弱，S^2-的还原性强于Cl^-，说明非金属性Cl大于S元素，故正确；
c．S在常温下为固体而Cl₂为气体与非金属性强弱无关，故错误；
d．H₂SO₃的酸性弱于HClO₃，这两种酸都不是其对应的最高价氧化物的水化物，所以不能判断非金属性强弱，故错误；
e．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，H₂S不如HCl稳定，则非金属性Cl＞S，故正确；             
f．元素的非金属性越强，其单质与氢气化合越容易，S与H₂化合不如Cl₂与H₂化合剧烈，则非金属性Cl＞S，故正确；
故选bef；
II．（5）元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，强酸能和弱酸盐反应生成弱酸，A是一种强酸，常温下可与铜反应，则A应该是N元素最高价氧化物的水化物硝酸；B是难溶性块状固体，能和硝酸反应，为碳酸钙；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成，C中溶液应该是硅酸钠溶液，
该实验是利用硝酸和碳酸钙反应制取二氧化碳，因为硝酸具有挥发性，所以生成的二氧化碳中含有硝酸，用饱和的碳酸氢钠除去二氧化碳中的硝酸，则洗气瓶中液体是碳酸氢钠，二氧化碳、水和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸，从而判断非金属性强弱，
故答案为：HNO₃；CaCO₃；Na₂SiO₃．

点评 本题考查性质实验方案设计，为高频考点，明确实验原理、物质性质是解本题关键，会根据元素周期律判断非金属性强弱，易错点是（4）题d选项及实验装置仪器选择，题目难度不大．