Question

13．某研究性学习小组设计了两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N、C、Si三种非金属元素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．图2中，D、E、F三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸条．已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气．
（1）甲同学实验中选用的物质名称为：A稀硝酸，B碳酸钙或碳酸钡；C处反应的离子方程式为：SiO₃+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-．
（2）乙同学的实验中圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2KMnO₄+16HCl═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；E处的实验现象为变蓝色，F处的实验现象为红色褪色．

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N、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；图1烧杯中为二氧化碳与硅酸钠反应；
（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确定实验现象．

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，硝酸的酸性强于碳酸，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，所以A为稀硝酸，B为碳酸钙或碳酸钡，C为硅酸钠或硅酸钾溶液，图1烧杯中为二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，其反应的离子方程式为：SiO₃+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
故答案为：稀硝酸；碳酸钙或碳酸钡；SiO₃+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同主族单质氧化性越强阴离子还原性越弱，对应元素非金属越强，高锰酸钾和浓盐酸反应会产生氯气，反应方程式为：2KMnO₄+16HCl═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，氯气具有氧化性，能将溴离子、碘离子氧化为对应的单质，即D处：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，E：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂，所以E处的现象变蓝，剩余的氯气能使湿润红纸褪色，即F处的现象是红色褪色，
故答案为：2KMnO₄+16HCl═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O； 变蓝色； 红色褪色．

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．