Question

【題目】某研究性學習小組設計了一組實驗來探究元素周期律。

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；

乙同學設計了如圖2裝置來驗證鹵族元素性質的遞變規律，A、B、C三處分別是蘸有溴化鈉溶液的棉花、濕潤的淀粉碘化鉀試紙、濕潤的紅色紙條。

已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應生成氯氣；

可選擇的試劑有：大理石、碳酸鈉粉末、濃鹽酸、稀硝酸、硅酸鈉溶液。

（1）甲同學實驗中（圖1）：

①從給出試劑中選出最佳物質（填化學式）：A________，B________。

②燒杯C中發生反應的離子方程式為__________________________。

（2）乙同學實驗中（圖2）：

①寫出A處反應的離子方程式________________________。

②B處實驗現象是________________________。

③若高錳酸鉀的還原產物為Mn2＋，當有0.04 mol高錳酸鉀參加反應時，則可生成標準狀況下的氯氣的體積為______________________。

Answer 1

【答案】HNO3 CaCO3 CO2＋SiO32-＋H2O===H2SiO3↓＋CO32- Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ 試紙變藍 2.24 L

【解析】

（1）根據信息知道：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如圖1裝置來一次性完成N、C、Si三種非金屬元素的非金屬性強弱比較，根據強酸制弱酸來回答即可；

（2）根據氧化性強的單質可以將氧化性弱的單質從其鹽中置換出來結合反應產物確定實驗現象，根據化學方程式計算氯氣體積，或者得失電子數相等列關系式計算。

（1）甲同學實驗中（圖1）：

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，B為碳酸鈣，C為硅酸鈉；

答案： HNO3 CaCO3

②圖1燒杯中為二氧化碳與硅酸鈉反應生成硅酸沉淀和碳酸鈉，其反應的離子方程式為：SiO32-+CO2+H2O═H2SiO3↓+CO32-；

答案：CO2＋SiO32-＋H2O===H2SiO3↓＋CO32-

（2）乙同學實驗中（圖2）：

①根據題干信息：乙同學設計了如圖裝置來驗證鹵族元素性質的遞變規律，所以乙同學的實驗原理是同主族單質氧化性越強陰離子還原性越弱，對應元素非金屬越強，高錳酸鉀和濃鹽酸反應會產生氯氣，氯氣具有氧化性，能將溴離子，碘離子氧化為對應的，即A處：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；

答案：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。
②B處反應：Cl2+2I-=2Cl-+I2，所以B處的現象變藍，剩余的氯氣能使濕潤紅紙褪色；

答案：試紙變藍
③若高錳酸鉀的還原產物為Mn2＋，當有0.04 mol高錳酸鉀參加反應時，則可生成標準狀況下的氯氣的體積為______________________。

根據得失電子數相等列關系式：設氯氣生成nmol

2KMnO4～5Cl2

2mol 5mol

0.04mol nmol

n= =0.1mol

V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；

答案：2.24L。