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【题目】某研究小组为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下实验。

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:________与盐酸反应最剧烈,________与盐酸反应的速度最慢;________与盐酸反应产生的气体最多。

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_______________

(3)资料显示:钠、镁、铝都可以用于制备储氢的金属氢化物。

① NaH是离子化合物,能与水发生氧化还原反应生成H2,该反应的还原剂是________________

② NaAlH4是一种良好的储氢材料。NaAlH4与水反应产生氢气的化学方程式为____________________

Ⅱ.为验证氯、溴、碘三种元素的非金属性强弱,用下图所示装置进行试验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。

实验过程:

①打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。

②当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。

③当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。

④……

(1)A中发生反应生成氯气,请写出该反应的离子方程式:___________________

(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是________________________

(3)B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是__________________________

(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程④的操作和现象是______________________

(5)过程③实验的目的是____________________

(6)请运用原子结构理论解释氯、溴、碘非金属性逐渐减弱的原因:_______________

【答案】 S2+Cl2 == S↓+2Cl NaH NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2 2MnO4+16H++10Cl== 2Mn2++5Cl2↑+8H2O 淀粉KI试纸变蓝 吸收氯气 防止污染 打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡。静止后CCl4层溶液变为紫红色 确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰 同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱

【解析】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:S2-+Cl2═S↓+2Cl-(3)① NaH和水反应的方程式为:NaH+H2O=NaOH+H2↑,其中水是氧化剂,NaH是还原剂;由上述反应不难发现NaAlH4中的H呈-1价,同样可以被水氧化为氢气,同时生成NaAlO2,即:NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2

Ⅱ.(1)A中高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气、氯化钾、氯化锰和水的离子方程式为:2MnO4+16H++10Cl=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是KI淀粉试纸变蓝,Cl2+2I=2Cl+I2 ,I2遇淀粉变蓝色;(3)B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是:吸收氯气防止污染空气;(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程的操作和现象是打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡。静止后CCl4层溶液变为紫红色,其中紫红色为I2溶解在CCl4呈现的颜色;(5)过程实验的目的是确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰;(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱。

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(3)T、U两元素最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为________

(4)下列可以判断R和T金属性强弱的是________(填序号).

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KCl

CaO

晶格能/kJmol1

786

715

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