Question

1．某同學設計實驗驗證非金屬元素的非金屬性越強，對應的最高價氧化物水化物的酸性越強．他設計了右圖裝置以驗證氮、碳、硅元素的非金屬性強弱．
（1）若他選擇的溶液C為Na₂SiO₃溶液，A為常溫下能與銅反應的強  酸，你認為他選用的塊狀固體B 是什么？分別寫出它們的化學式：AHNO₃，BCaCO₃/BaCO₃．
（2）寫出燒瓶中發生反應的離子方程式：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O或BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O．
（3）寫出燒杯中發生反應的化學方程式Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（CO₂不足），或是Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2NaHCO₃（CO₂過量）．
（4）根據該實驗的現象分析，你認為氮、碳、硅元素的非金屬性由強到弱的順序是N＞C＞Si．

Answer 1

分析 （1）元素的非金屬性越強，其最高價含氧酸的酸性越強，由圖可知應是利用最高價含氧酸的酸性強弱比較，利用強酸制弱酸原理分析；
（2）A為常溫下能與銅反應的強酸，A為硝酸，B為碳酸鈣或碳酸鋇，C為硅酸鈉溶液，燒瓶中硝酸和碳酸鹽反應生成二氧化碳；
（3）圖中C燒杯中為二氧化碳與硅酸鈉反應；
（4）根據實驗現象和元素最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素非金屬性強弱，酸性越強，非金屬性越強，推知N、C、Si三種元素非金屬性的強弱．

解答 解：（1）根據題干信息：甲同學根據元素非金屬性與對應最高價含氧酸之間的關系，設計了如圖1裝置來一次性完成同主族元素非金屬性強弱比較的實驗研究，硝酸的酸性強于碳酸，碳酸酸性強于硅酸，最高價氧化物對應水化物酸性越強，則原子的非金屬性越強，所以A為稀硝酸，塊狀固體B，所以B為碳酸鈣或碳酸鋇，C為硅酸鈉溶液，化學式分別為：HNO₃、CaCO₃/BaCO₃、Na₂SiO₃，
故答案為：HNO₃；CaCO₃/BaCO₃；
（2）硝酸的酸性強于碳酸，碳酸酸性強于硅酸，最高價氧化物對應水化物酸性越強，A為硝酸，B為碳酸鈣或碳酸鋇，C為硅酸鈉溶液，硝酸與碳酸鈣或碳酸鋇反應生成二氧化碳、硝酸鈣或硝酸鋇和水，其反應的離子方程式為：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O或BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O或BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O；
（3）圖C燒杯中為二氧化碳與硅酸鈉反應，其反應的方程式為：Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（CO₂不足），或是Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2NaHCO₃（CO₂過量），
故答案為：Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（CO₂不足），或是Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2NaHCO₃（CO₂過量）；
（4）A中反應是碳酸鹽和硝酸反應生成二氧化碳，證明硝酸的酸性強于碳酸，C中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應生成硅酸沉淀，證明碳酸的酸性強于硅酸，所以碳酸、硝酸、硅酸的酸性強弱順序是硝酸、碳酸、硅酸，根據實驗現象和元素最高價含氧酸的酸性強弱判斷元素非金屬性強弱，酸性越強，非金屬性越強，推知N、C、Si三種元素非金屬性的強弱為N＞C＞Si，
故答案為：N＞C＞Si．

點評 本題考查探究元素周期律實驗方案設計，綜合運用元素及其化合物、元素周期律與非金屬性強弱比較的有關知識是解答關鍵，具有較強的綜合性，注意實驗設計的原理和方法，題目難度中等．