Question

某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律．甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成同主族元素碳与硅的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红色试纸．已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气．
根据图1回答：
（1）写出选用物质的名称：A

硝酸

，B

碳酸钙

C

硅酸钠溶液

；
（2）烧瓶中反应的离子方程式为

CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂+H₂O

；
烧杯中反应的离子方程式为

SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足），或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂过量）

；
根据图2回答：
（3）乙同学的实验原理是

强氧化剂生成弱氧化剂或活泼的非金属单质置换出较不活泼的非金属单质

；
（4）B处的实验现象是

湿润的淀粉KI试纸变蓝

；
（5）B处的反应的离子方程式：

2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-

．

Answer 1

分析：根据图1，可知，应该运用弱酸制强酸或较强酸制较弱酸的实验原理，即用硝酸制取二氧化碳，用二氧化碳与硅酸钠反应制硅酸；
根据图2，可知，应该运用非金属单质之间的置换反应来判断非金属元素的强弱．

解答：解：（1）要比较碳和硅两种元素的非金属强弱，可以通过其最高价氧化物对应水合物的酸性强弱来判断，即可用较强酸制备较弱酸，因此可考虑把CO₂气体通入Na₂SiO₃溶液，看是否有硅酸沉淀生成．观察图1，B为颗粒状固体，则可判断B为CaCO₃，应用硝酸（不用硫酸，因为硫酸无法与碳酸钙反应制取二氧化碳）与碳酸钙反应制取CO₂．则A是硝酸，B是碳酸钙，C是硅酸钠溶液．故答案为：硝酸；碳酸钙；硅酸钠溶液；
（2）烧瓶中应是碳酸钙与稀硝酸反应，因为碳酸钙难溶于水，要写分子式，硝酸是强酸，要写成离子，因此烧瓶中反应的离子方程式是：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂+H₂O．烧杯中应是硅酸钠和二氧化碳反应，硅酸钠易溶于水可写成离子，CO₂是其他，要保留分子式，因此烧杯中反应的离子方程式是：SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足），或是SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂过量）故答案为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂+H₂O；SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-（CO₂不足）或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-（CO₂过量）；
（3）由图2，根据题意，浓盐酸与高锰酸钾反应会生成氯气，然后氯气经过B处会与KI反应生成I₂，由此可知，验证卤族元素性质的递变规律的实验原理是：强氧化剂生成弱氧化剂 或活泼的非金属单质置换出较不活泼的非金属单质，故答案为：强氧化剂生成弱氧化剂；或活泼的非金属单质置换出较不活泼的非金属单质；
（4）氯气在B处与KI反应生成单质碘，碘单质与淀粉作用会变成蓝色，即B处的实验现象是：湿润的淀粉KI试纸变蓝，故答案为：湿润的淀粉KI试纸变蓝；
（5）B处氯气与KI反应的化学方程式是：Cl₂+2KI═2Cl^-+I₂，其离子方程式是：2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-．故答案为：2I^-+Cl₂?I₂+2Cl^-．

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，有一定的难度．