Question

3．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的碱性大于NH₃•H₂O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由：不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较，而NH₃•H₂O不是氮元素的最高价氧化物的水化物；
Ⅱ．利用图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
（4）干燥管D的作用为防倒吸；
（5）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的现象，即可证明．但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶．

Answer 1

分析 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；  
（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^-；
（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；
Ⅱ．（4）仪器B为锥形瓶；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；
（5）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．

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，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较，而NH₃•H₂O不是氮元素的最高价氧化物的水化物；
Ⅱ．（4）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：防止倒吸； 
（5）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．