Question

3．某化学学习小组为了探究同周期、周主族元素的化学性质的变化规律，利用下图进行实验．现有药品如下：稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、饱和的小苏打溶液、水玻璃、大理石、浓硫酸．

（1）选用药品：B稀硝酸，C大理石，D饱和的小苏打溶液，E水玻璃．
（2）甲同学认为不要D装置就可以得出结论，你认为行吗？不可行．谈淡理由：稀硝酸具有挥发性，干扰了二氧化碳与硅酸钠的反应
（3）根据“以强制弱”的原理，实验结论：C、N、Si三种元素非金属性N＞C＞Si用离子方程式加以说明：2H⁺+CaCO₃═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O、SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）主族元素，元素的非金属性越强，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、其单质的氧化性越强，根据信息探究同周期、周主族元素的化学性质的变化规律，C、N属于同一周期，C、Si属于同一主族，C、N、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较，B和C是碳酸钙和稀硝酸反应生成二氧化碳，证明氮非金属性大于碳，饱和碳酸氢钠的作用是除去二氧化碳中硝酸蒸气，E中二氧化碳和硅酸钠反应，证明碳非金属性大于硅；
（2）稀硝酸具有挥发性，会干扰二氧化碳与硅酸的反应；
（3）硝酸能够置换出二氧化碳，二氧化碳能够与置换出硅酸，证明非金属性N＞C＞Si．

解答 解：（1）同周期自左而右，核电荷数增大，原子半径减小，原子核对电子吸引增强，失去电子能力减弱，获得电子的能力增强，故同周期从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，C、N、Si三种非金属，C、N属于同一周期，C、Si属于同一主族，推知C、N、Si三种元素非金属性的强弱为N＞C＞Si，根据信息探究同周期、周主族元素的化学性质的变化规律，C、N属于同一周期，C、Si属于同一主族，C、N、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较，B和C是碳酸钙和稀硝酸反应生成二氧化碳，证明氮非金属性大于碳，饱和碳酸氢钠的作用是除去二氧化碳中硝酸蒸气，E中二氧化碳和硅酸钠反应，证明碳非金属性大于硅，
故答案为：稀硝酸；大理石；饱和的小苏打溶液；水玻璃；
（2）由于稀硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸能够与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，干扰了二氧化碳与硅酸钠的反应，
故答案为：不可行；稀硝酸具有挥发性，干扰了二氧化碳与硅酸钠的反应；
（3）硝酸、碳酸和硅酸分别为N、C、Si元素的最高价氧化物对应的水合物，根据碳酸钙溶解可知硝酸的酸性大于碳酸，根据二氧化碳与硅酸钠反应生成沉淀可知碳酸的酸性大于硅酸，则C、N、Si三种元素非金属性N＞C＞Si，发生的反应有：2H⁺+CaCO₃═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O、SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，
故答案为：酸性：HNO₃＞H₂CO₃＞H₂SiO₃，则C、N、Si三种元素非金属性N＞C＞Si；2H⁺+CaCO₃═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O、SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-．

点评 本题考查了非金属性强弱判断的方法，题目难度中等，明确实验目的为解答关键，注意掌握同一主族、同一周期元素金属性、非金属性递变规律，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．