Question

1．某同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物水化物的酸性越强．他设计了右图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱．
（1）若他选择的溶液C为Na₂SiO₃溶液，A为常温下能与铜反应的强  酸，你认为他选用的块状固体B 是什么？分别写出它们的化学式：AHNO₃，BCaCO₃/BaCO₃．
（2）写出烧瓶中发生反应的离子方程式：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O或BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O．
（3）写出烧杯中发生反应的化学方程式Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（CO₂不足），或是Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2NaHCO₃（CO₂过量）．
（4）根据该实验的现象分析，你认为氮、碳、硅元素的非金属性由强到弱的顺序是N＞C＞Si．

Answer 1

分析 （1）元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，由图可知应是利用最高价含氧酸的酸性强弱比较，利用强酸制弱酸原理分析；
（2）A为常温下能与铜反应的强酸，A为硝酸，B为碳酸钙或碳酸钡，C为硅酸钠溶液，烧瓶中硝酸和碳酸盐反应生成二氧化碳；
（3）图中C烧杯中为二氧化碳与硅酸钠反应；
（4）根据实验现象和元素最高价含氧酸的酸性强弱判断元素非金属性强弱，酸性越强，非金属性越强，推知N、C、Si三种元素非金属性的强弱．

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，块状固体B，所以B为碳酸钙或碳酸钡，C为硅酸钠溶液，化学式分别为：HNO₃、CaCO₃/BaCO₃、Na₂SiO₃，
故答案为：HNO₃；CaCO₃/BaCO₃；
（2）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，A为硝酸，B为碳酸钙或碳酸钡，C为硅酸钠溶液，硝酸与碳酸钙或碳酸钡反应生成二氧化碳、硝酸钙或硝酸钡和水，其反应的离子方程式为：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O或BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案为：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O或BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O；
（3）图C烧杯中为二氧化碳与硅酸钠反应，其反应的方程式为：Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（CO₂不足），或是Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2NaHCO₃（CO₂过量），
故答案为：Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（CO₂不足），或是Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2NaHCO₃（CO₂过量）；
（4）A中反应是碳酸盐和硝酸反应生成二氧化碳，证明硝酸的酸性强于碳酸，C中为Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反应生成硅酸沉淀，证明碳酸的酸性强于硅酸，所以碳酸、硝酸、硅酸的酸性强弱顺序是硝酸、碳酸、硅酸，根据实验现象和元素最高价含氧酸的酸性强弱判断元素非金属性强弱，酸性越强，非金属性越强，推知N、C、Si三种元素非金属性的强弱为N＞C＞Si，
故答案为：N＞C＞Si．

点评 本题考查探究元素周期律实验方案设计，综合运用元素及其化合物、元素周期律与非金属性强弱比较的有关知识是解答关键，具有较强的综合性，注意实验设计的原理和方法，题目难度中等．