Question

17．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验．
Ⅰ．（1）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：钾与盐酸反应最剧烈，铝与盐酸反应的速度最慢；铝与盐酸反应产生的气体最多．
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，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^-．
（3）将NaOH溶液与NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，从而验证NaOH碱性强于NH₃•H₂O，继而可以验证Na的金属性强于氮，你认为此设计是否合理？并说明理由．不合理，NH₃•H₂O不是N元素对应的最高价氧化物的水化物．
Ⅱ．利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
（4）仪器B的名称为锥形瓶，干燥管D的作用为防止倒吸．
（5）若要证明非金属性：Cl＞I，则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（填现象），即可证明．从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用NaOH溶液吸收尾气．
（6）若要证明非金属性：C＞Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液，观察到C中溶液有白色沉淀生成（填现象），即可证明．但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰试验，应在两装置间添加装有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶除去．

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；
（3）元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强，元素的金属性越强；
Ⅱ．（4）根据仪器的构造写出仪器A的名称；球形干燥管具有防止倒吸的作用；
（5）氯气能够将碘离子氧化成碘单质；氯气有毒，氯气能够与氢氧化钠溶液反应；
（6）碳酸酸性强于硅酸，二氧化碳能够与硅酸钠反应生成白色沉淀硅酸；除去二氧化碳中氯化氢，可以使用饱和碳酸氢钠溶液．

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；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^-；
（3）将NaOH溶液与NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，可以说明NaOH的碱性大于NH₃•H₂O，但不能说明Na的金属性大于N，因为要验证金属性的强弱，必须通过比较最高价氧化物所对应的水化物的碱性来进行比较，而NH₃•H₂O不是氮元素的最高价氧化物的水化物，
故答案为：不合理，NH₃•H₂O不是N元素对应的最高价氧化物的水化物；
Ⅱ．（4）仪器A为分液漏斗；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，
故答案为：锥形瓶；防止倒吸；
（5）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，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，反应离子方程式为：2OH^-+Cl₂═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：变蓝；NaOH；
（6）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C之间增加装有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶，
故答案为：有白色沉淀生成；饱和NaHCO₃．

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，题目难度中等．