Question

《Nature》報道了我國科學家通過測量化石中²⁶Al和¹⁰Be兩種元素的比例確定“北京人”年齡的研究結果，這種測量方法叫“鋁鈹測年法”．回答下列問題：
（1）⁹Be和¹⁰Be

 

（填字母）．
A．是同一種原子                B．具有相同的中子數
C．具有相同的化學性質       D．自然界中具有恒定的含量
（2）Al和Be具有相似的化學性質，寫出Be與NaOH溶液反應的化學方程式：

 

．
（3）研究表明²⁶Al可以衰變為²⁶Mg，可以比較這兩種元素金屬性強弱的方法是

 

（填字母）．
A．比較這兩種元素的單質的硬度和熔點
B．在氯化鋁和氯化鎂的溶液中分別滴加過量的氫氧化鈉溶液
C．將打磨過的鎂帶和鋁片分別和熱水作用，并滴入酚酞溶液
D．將空氣中放置已久的這兩種元素的單質分別和熱水作用
（4）為了證明：氮、碳、硅的非金屬性依次減弱，請你設計實驗．
供選擇的藥品有：1mol?L^-1的硝酸溶液、1mol?L^-1的硫酸溶液、碳酸鈣、碳酸鈉固體、0.5mol?L^-1的硅酸鈉溶液、澄清石灰水、飽和碳酸氫鈉溶液、漂白粉溶液．供選擇的儀器如下（儀器可重復使用）：

在便于控制反應的前提下，選擇儀器和藥品按氣流從上至下順序填表（可不填滿，也可補充）：

儀器代號	所裝試劑	裝置作用
A	石灰石和   ．	制取CO2證明硝酸比碳酸強
C

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,元素周期律的作用

專題：實驗設計題,元素周期律與元素周期表專題

分析：（1）¹⁰Be和⁹Be的質子數相同、中子數不同，屬于同位素；
（2）Al和Be具有相似的化學性質，根據Al與NaOH溶液反應知，Be與NaOH溶液反應生成偏鈹酸鈉和氫氣；
（3）金屬的金屬性強弱的比較方法有：金屬之間的置換反應、金屬與同種酸或水生成氫氣的難易程度、金屬的最高價氧化物的水化物堿性強弱等來判斷；
（4）該實驗是利用強酸制弱酸的原理，非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強，氮、碳、硅的非金屬性依次減弱，則對于最高價氧化物對應的水合物酸性也依次減弱，則利用硝酸制備碳酸，再利用碳酸制備硅酸來說明，由題意可推測，A裝置中主要驗證的是氮大于碳，即用硝酸制備二氧化碳，但由于硝酸具有揮發性，所以在驗證碳酸大于硅酸時要除去硝酸氣體，所以在C裝置中選用飽和碳酸氫鈉除去硝酸氣體，最后再選用C裝置，將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，觀察是否有硅酸沉淀產生來判斷碳與硅的非金屬性強弱．

解答： 解：（1）¹⁰Be和⁹Be的質子數相同、中子數不同，屬于同位素，
A．其質量數不同，所以不是同一種原子，故錯誤；
B．¹⁰Be和⁹Be的中子數分別為6、5，所以其中子數不同，故錯誤；
C．決定化學性質的是其最外層電子，二者的核外電子排布相同，所以同位素具有相同的化學性質，故正確；
D．同位素具有恒定的豐度，故正確；
故選CD；
（2）Al和Be具有相似的化學性質，根據Al與NaOH溶液反應知，Be與NaOH溶液反應生成偏鈹酸鈉和氫氣，方程式為Be+2NaOH═Na₂BeO₂+H₂↑，
故答案為：Be+2NaOH═Na₂BeO₂+H₂↑；
（3）A．金屬性強弱與其單質的硬度和熔點無關，故錯誤；
B．在氯化鋁和氯化鎂的溶液中分別滴加過量的氫氧化鈉溶液，氫氧化鋁能溶于NaOH溶液，而氫氧化鎂不溶于NaOH溶液，所以Mg的金屬性大于Al，故正確；
C．將打磨過的鎂帶和鋁片分別和熱水作用，并滴入酚酞溶液，Mg和沸水的溶液呈紅色、Al和沸水的溶液不變色，說明Mg能置換出氫氣，則Mg的活潑性大于Al，故正確；
D．將空氣中放置已久的這兩種元素的單質分別和熱水作用，二者表面都生成氧化物薄膜，氧化鎂和氧化鋁都不與水反應，所以無法判斷金屬性強弱，故錯誤；
故選BC；
（4）該實驗是利用強酸制弱酸的原理，非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強，氮、碳、硅的非金屬性依次減弱，則對于最高價氧化物對應的水合物酸性也依次減弱．由題意可推測，A裝置中主要驗證的是氮大于碳，即用硝酸制備二氧化碳，但由于硝酸具有揮發性，所以在驗證碳酸大于硅酸時要除去硝酸氣體，所以在C裝置中選用飽和碳酸氫鈉除去硝酸氣體，最后再選用C裝置，將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，觀察是否有硅酸沉淀產生來判斷碳與硅的非金屬性強弱，故答案為：

儀器代號	所裝試劑	裝置作用
	1 mol/L硝酸
	飽和碳酸氫鈉溶液	除去CO2中的硝酸蒸氣
C	硅酸鈉溶液	證明碳酸強于硅酸

點評：本題考查較綜合，涉及同位素、晶體類型的判斷、離子半徑大小比較、金屬性強弱判斷、電子式等知識點，這些知識點都是考試高頻點，根據基本概念及元素周期律等知識點來分析解答，題目難度不大．