题目内容

7．某同学为了探究元素非金属性递变规律，设计了如图所示实验装置．
根据强酸制弱酸的原理，所选物质要既能证明同族元素性质递变规律，又能证明同周期元素性质递变规律．所给试剂（供选择）
酸：稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸
碱：氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铝
盐：CaCO3、Na2SiO3溶液、Ca（ClO）2溶液
（1）填物质名称：a稀硝酸，c碳酸钙，d硅酸钠溶液
（2）观察到的现象有：c产生气泡，碳酸钙溶解，d产生白色沉淀离子方程式：c2H++CaCO3═Ca2++CO2↑+H2O．

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，根据信息需根据强酸制弱酸的原理探究元素非金属性递变规律：元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系如图装置来一次性完成，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，第一支试管中反应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，第三支试管中二氧化碳和硅酸钠反应，证明碳非金属性大于硅；
（2）第一支试管中反应是碳酸钙和稀硝酸反应生成二氧化碳，第三支试管中为Na2SiO3溶液，二氧化碳通入反应生成硅酸沉淀，证明碳的非金属性大于硅，饱和碳酸氢钠的作用是除去二氧化碳中硝酸蒸气，据此分析观察到的现象．

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，根据信息需根据强酸制弱酸的原理探究元素非金属性递变规律：第一支试管装置用来制取二氧化碳，故a为稀硝酸，c为碳酸钙，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，硝酸易挥发，故饱和碳酸氢钠的作用是除去二氧化碳中硝酸，第三支试管中为硅酸钠溶液，证明碳非金属性大于硅，
故答案为：稀硝酸；碳酸钙；硅酸钠溶液；
（2）第一支试管中反应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，反应的离子方程式为：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，c为碳酸钙，可观察到c产生气泡，碳酸钙溶解，第三支试管中为Na2SiO3溶液，二氧化碳通入反应生成硅酸沉淀，SiO32-+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO32-；证明碳的非金属性大于硅，d装置中观察到溶液变浑浊，饱和碳酸氢钠的作用是除去二氧化碳中硝酸，
故答案为：产生气泡，碳酸钙溶解；d产生白色沉淀； 2H++CaCO3═Ca2++CO2↑+H2O．

点评 本题将元素及其化合物、元素周期律与实验知识结合起来，考查了审题能力、思维能力，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．

练习册系列答案
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4．用实验确定某酸HA是弱电解质．两同学的方案是：无用
甲：①称取一定质量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL；
②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质．
乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH=1的两种酸溶液各100mL；
②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL；
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质．
（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是100mL容量瓶．
（2）用pH试纸测定HA溶液pH的操作方法为将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照．
（3）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH＞1（选填＞、＜、=）．
（4）乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是b（选填编号）．
（a）装HCl溶液的试管中放出H2的速率快；
（b）装HA溶液的试管中放出H2的速率快；
（c）两个试管中产生气体速率一样快．
5．实验室制取氯气的方法与下列哪种气体的制取方法相同（　　）
A．制取氢气B．制取氧气C．制取氯化氢D．制取二氧化碳
2．要除去氯化钠溶液中含有的少量碳酸钠，可采用的方法是（　　）
A．通入适量的CO2B．加入过量的BaCl2溶液
C．加入适量的稀盐酸D．加入过量的稀硝酸
2．某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验步骤及记录如下：
Ⅰ．分别向盛有0.5g Na2CO3固体、0.5g NaHCO3固体的烧杯中加入10mL水（20℃），搅拌，测量温度为T1
Ⅱ．静置恒温后测量温度为T2；
Ⅲ．分别加入过量的10mL 密度约为1.1g/mL 20%的盐酸（20℃），搅拌，测量温度T3．得到表1的数据：
表1
温度
试剂		T1/℃T2/℃T3/℃
Na2CO323.320.023.7
NaHCO318.520.020.8
回答下列问题：
（1）Na2CO3溶于水显碱性，其原因是CO32-+H2O?HCO3-+OH-，HCO3-+H2O?H2CO3+OH-（用离子方程式表示）．
（2）根据试题后的附表判断：步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解Na2CO3、NaHCO3固体都是全部溶解．
（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水放热，NaHCO3固体溶于水吸热（填“放热”或“吸热”）．
（4）甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应．
乙同学认为还应该增加一个实验，并补做如下实验：10mL密度约为1.1g/mL20%的盐酸，搅拌，测量温度为22.2℃．
（5）结合上述探究，下列说法正确的是AC．
A．NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B．不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C．Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
D．利用上述实验数据即可计算：CO32-（aq）+2H+（aq）=H2O（l）+CO2（g）的△H
（6）丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，称取m1 g混合物，加热至质量不变时，称其质量为m2 g，则原混合物中NaHCO3的质量分数为$\frac{84（{m}_{1}-{m}_{2}）}{31{m}_{1}}×100%$（用代数式表示）．
附表：溶解度表
溶解度    温度10℃20℃30℃40℃
Na2CO312.5g21.5g39.7g40.0g
NaHCO38.1g9.6g11.1g12.7g
12．甲、乙两化学活动小组对中学化学教材中氨的催化进行了实验探究．

（1）甲小组设计了如图1所示的实验装置（固定装置已略去）．
①若A中使用的药品是NH4HCO3固体，则A需要的仪器有试管、导管、橡胶塞和b（填序号）．
a．锥形瓶  b．酒精灯  c．烧瓶  d．蒸发皿
②装置B的作用是与水和二氧化碳反应，产生C中所需的反应物氧气．
③装置C中发生反应的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
④若A、B中药品足量，则要以观察到E中溶液发生变化，其现象是溶液变为黄色．
⑤某同学从安全与环保的角度考虑，指出该装置有两处明显的缺陷，你认为这两处缺陷应该是：D中液体可能会倒吸；尾气会污染环境．
⑥若A中固体质量减少了7.9g，则通过B（过氧化钠足量）后，气体的体积变为4.48L（标准状况）．
（2）如图2，乙小组认为可将甲小组的装置中A、B部分换成如图所示装置（其余部分相同）进行实验，烧瓶中加入的是过氧钠固体，则分液漏斗中加入的最佳试剂是浓氨水；U形管中加入的试剂是碱石灰（或氢氧化钠、氧化钙）．
19．甲、乙两组同学分别对铜、铁与硝酸的反应进行探究，请你参与并完成对有关问题的解答．
（1）甲组同学采用如图所示装置验证铜与硝酸的反应．已知仪器a中盛有足量一定浓度的硝酸溶液，试管b中盛有6.4g铜．
①仪器c中收集的气体主要是NO（填化学式）．
②请写出铜与稀硝酸反应的离子反应方程式3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++4H2O+2NO↑．
③在铜与硝酸的反应中，硝酸所表现出的化学性质主要有酸性和强氧化性．
④待试管b中反应进行完全，如果向b中液体里加入足量氢氧化钠溶液，可生成沉淀的质量是9.8 g．
（2）乙组同学对铁与稀硝酸的反应进行探究．他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验，若两种物质恰好反应都无剩余，且HNO3只被还原成NO，反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+．则
①反应结束后的溶液中NO3- 的物质的量 n 的取值范围是2a＜n（NO3-）＜3a（用含a的代数式等表示）．
②若反应结束后的溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量之比n（Fe3+）：n（Fe2+）为1：1，则b：a的值为10：3．
16．在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热．已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和液态水，放出327.04kJ的热量．
（1）写出该反应的热化学方程式N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（l）△H=-817.6kJ/mol．
（2）已知H2O（l）═H2O（g）；△H=+44kJ•mol-1，则16g液态肼燃烧生成氮气和气态水时，放出的热量是320.8kJ．
（3）上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是产物无污染．
（4）已知：N2 （g）+2O2（g）=2NO2 （g）△H=+67.7kJ/mol
N2H4 （g）+O2 （g）=N2（g）+2H2O （g）△H=-543kJ/mol
$\frac{1}{2}$H2 （g）+$\frac{1}{2}$F2 （g）=HF （g）△H=-269kJ/mol
H2（g）+$\frac{1}{2}$2O2（g）=H2O （g）△H=-242kJ/mol
有人认为若用氟代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放能量更大，肼和氟反应的热化学方程式：N2H4（g）+2F2（g）=N2（g）+4HF （g）△H=-1135kJ•mol-1．
17．CuI是一种白色难溶于水的固体，以石墨作阴极，铜为阳极组成电解池，含有酚酞和淀粉KI的溶液作电解液，电解开始一段时间，阴极区溶液变红，阳极区为无色，电解相当长时间后，阳极区才呈深蓝色，则电解开始阶段的电极反应为（　　）
A．阳极：Cu-2e-═Cu2+              阴极：Cu2++2e-═Cu
B．阳极：2Cu+2I--2e-═2CuI           阴极：2H++2e-═H2↑
C．阳极：2I--2e-═I2                 阴极：2H++2e-═H2↑
D．阳极：4OH--4e-═2H2O+O2↑         阴极：4H++4e-═2H2↑

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