Question

10．某化學興趣小組為探究元素性質的遞變規律，設計了如下系列實驗．
Ⅰ．（1）將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入足量的0.1mol•L^-1的鹽酸中，試預測實驗結果：K與鹽酸反應最劇烈，Al與鹽酸反應最慢．
（2）將NaOH溶液與NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，從而驗證NaOH的堿性大于NH₃•H₂O，繼而可以驗證Na的金屬性大于N．你認為此設計是否合理？并說明理由：用堿性強弱比較金屬性強弱時，一定要用元素的最高價氧化物的水化物的堿性強弱比較，而NH₃•H₂O不是氮元素的最高價氧化物的水化物．
Ⅱ．利用如圖裝置可以驗證非金屬性的變化規律．
（3）干燥管D的作用是防止倒吸．
（4）實驗室中現有藥品Na₂S、KMnO₄、濃鹽酸、MnO₂，請選擇合適藥品設計實驗證氯的非金屬性大于硫；裝置A、B、C中所狀藥品分別為濃鹽酸、KMnO₄、Na₂S，裝置C中的實驗現象為有淡黃色沉淀生成，離子方程式為S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-
（5）實驗室中現有藥品稀鹽酸、稀硫酸、二氧化硅、硅酸鈉溶液，請選擇合適藥品設計實驗證碳的非金屬性大于硅，裝置A中和加硫酸、B中加Na₂CO₃、C中加Na₂SiO₃，觀察到C中的現象為有白色膠狀沉淀產生．

Answer 1

分析 I、（1）元素的金屬性越強，其單質與酸或水反應越劇烈；
（2）元素的最高價氧化物的水化物的堿性越強，元素的金屬性越強；
II、（3）根據儀器的構造寫出儀器A的名稱；球形干燥管具有防止倒吸的作用；
（4）設計實驗驗證非金屬性：Cl＞S，利用氯氣與Na₂S的氧化還原反應可驗證；
（5）要證明非金屬性：C＞Si，可以通過二氧化碳和硅酸鈉反應生成難溶性的硅酸來證明．

解答 解：I、（1）同一周期元素，金屬性隨著原子序數增大而減弱，元素的金屬性越強，同一主族，原子序數越大，金屬性越強，其單質與酸或水反應越劇烈，所以金屬性K＞Na＞Mg＞Al，則K與鹽酸反應最劇烈、Al與鹽酸反應速率最慢，故答案為：K；Al；
（2）將NaOH溶液與NH₄Cl溶液混合生成NH₃•H₂O，可以說明NaOH的堿性大于NH₃•H₂O，但不能說明Na的金屬性大于N，因為要驗證金屬性的強弱，必須通過比較最高價氧化物所對應的水化物的堿性來進行比較，而NH₃•H₂O不是氮元素的最高價氧化物的水化物，
故答案為：不合理，用堿性強弱比較金屬性強弱時，一定要用元素的最高價氧化物的水化物的堿性強弱比較，而NH₃•H₂O不是氮元素的最高價氧化物的水化物．
II、（3）球形干燥管D能夠防止倒吸，可以避免C中液體進入錐形瓶中，故答案為：防止倒吸；
（4）設計實驗驗證非金屬性：Cl＞S，利用氯氣與Na₂S的氧化還原反應可驗證，則裝置A、B、C中所裝藥品應分別為濃鹽酸、KMnO₄、Na₂S溶液，裝置C中的實驗現象為有淡黃色沉淀生成，裝置C中發生反應的離子方程式為S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-，
故答案為：濃鹽酸、KMnO₄、Na₂S；S^2-+Cl₂═S↓+2Cl^-；
（5）若要證明非金屬性：C＞Si，可以通過二氧化碳和硅酸鈉反應生成難溶性的硅酸來證明，由于B中加Na₂CO₃，故A中可以加硫酸，通過硫酸和碳酸鈉的反應來制取CO₂，然后的CO₂通入C中的Na₂SiO₃中，可以發生反應：Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃，產生白色膠狀沉淀，從而可以證明酸性：H₂CO₃＞H₂SiO₃，故非金屬性：C＞Si．故答案為：硫酸；Na₂SiO₃；有白色膠狀沉淀產生．

點評 本題考查性質實驗方案設計，涉及金屬、非金屬性強弱的探究，明確物質的性質是解本題關鍵，知道金屬性、非金屬性強弱判斷方法，會根據物質性質設計實驗，題目難度中等．