Question

10．某学习小组同学为探究同周期或同主族元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：
Ⅰ．（1）将等质量的钾、钠、镁、铝分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：
上述金属中钾与盐酸反应最剧烈，铝与盐酸反应生成的气体最多．
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现淡黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强．
反应的离子方程式为S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-．
Ⅱ．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 Ⅰ．（1）根据金属活动性顺序表可以判断钠、钾、镁、铝的活泼性，活泼性越强，与盐酸反应越剧烈；根据电子守恒比较生成氢气体积大小；
（2）硫离子被氯气氧化成硫单质，据此写出反应的离子方程式．
Ⅱ．（1）氯气能够将碘离子氧化成碘单质；球形干燥管具有防止倒吸的作用；氯气有毒，氯气能够与氢氧化钠溶液反应；
（2）盐酸酸性强于碳酸，二氧化碳能使石灰水变浑浊；盐酸挥发，应排除实验中干扰．

解答 解：Ⅰ．（1）金属活泼性顺序为：钾＞钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钾，反应速率最慢的是铝；生成1mol氢气需要得到2mol电子，1mol钾、钠都失去1mol电子，1mol镁失去2mol电子，而1mol铝失去3mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝，
故答案为：钾；铝；
（2）氯气氧化性强于硫单质，所以氯气能够与硫离子反应生成硫，反应的离子方程式为：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-，
故答案为：S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-；
Ⅱ．（1）浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气具有强氧化性，可与碘化钾反应生成碘，因淀粉遇碘变蓝色，则可观察到溶液变蓝，球形干燥管D能够防止倒吸，可以避免C中液体进入锥形瓶中，氯气有毒，不能排放到空气中，可与氢氧化钠溶液反应而被吸收，则可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收，少量时，也可用石灰水吸收，
故答案为：变蓝；防止溶液倒吸；NaOH；
（2）因碳酸比硅酸强，二氧化碳可与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，溶液变浑浊，从B中挥发出的HCl也会和硅酸钠溶液反应生成硅酸，氯化氢具有挥发性，干扰实验结果，需要将二氧化碳中的氯化氢除掉，根据氯化氢与碳酸氢钠反应，而二氧化碳不反应，可以在B和D之间增加装有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶，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，
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 本题考查了探究金属单质的金属性强弱、非金属单质的非金属性强弱方法，题目难度中等，正确掌握判断金属性、非金属性强弱的方法，明确除杂试剂的作用原则：除去装置，不能引进新的杂质．