Question

某同學設計實驗以探究元素性質的遞變規律，實驗裝置如圖所示。

實驗Ⅰ：根據元素最高價含氧酸的酸性強弱探究元素非金屬性遞變規律。
已知A裝置的燒瓶里裝有大理石，分液漏斗里裝有稀HNO₃，B裝置中裝有飽和碳酸氫鈉溶液，裝置C中裝有Na₂SiO₃溶液，試回答：
（1）A中反應的離子方程式為____________________，C中可觀察到的現象是________。
（2）B裝置的作用是__________________________________________________________。
（3）根據實驗現象推知，碳酸、硝酸、硅酸的酸性強弱順序是________，由此得出碳、硅、氮三種元素非金屬性的強弱順序是________。
實驗Ⅱ：已知常溫下高錳酸鉀與濃鹽酸混合可產生氯氣，利用該裝置探究氯和溴元素的非金屬性強弱。
（4）寫出B裝置中發生反應的離子方程式：_______________________________________。
（5）C裝置的作用是_________________________________________________________。
（6）實驗結論：氧化性：____________________，非金屬性：____________________。

Answer 1

（1）CaCO₃＋2H^＋=Ca^2＋＋CO₂↑＋H₂O　溶液變渾濁
（2）除去二氧化碳中混有的硝酸蒸氣
（3）HNO₃>H₂CO₃>H₂SiO₃　N>C>Si
（4）Cl₂＋2Br^－=Br₂＋2Cl^－
（5）吸收尾氣，防止氯氣污染環境
（6）Cl₂>Br₂　Cl>Br

（1）A中硝酸與碳酸鈣反應產生二氧化碳：CaCO₃＋2HNO₃=Ca（NO₃）₂＋CO₂↑＋H₂O，碳酸的酸性比硅酸強，發生反應：Na₂SiO₃＋CO₂＋H₂O=H₂SiO₃↓＋Na₂CO₃或Na₂SiO₃＋2CO₂＋2H₂O=2NaHCO₃＋H₂SiO₃↓，因此C中產生白色沉淀或溶液變渾濁。
（2）由于硝酸具有揮發性，為避免硝酸與硅酸鈉反應而干擾二氧化碳與硅酸鈉溶液反應，必須凈化二氧化碳，利用飽和碳酸氫鈉溶液吸收硝酸蒸氣。
（3）由實驗現象可知三種酸中，硝酸酸性最強，硅酸酸性最弱；由此推知，氮的非金屬性最強，硅的非金屬性最弱。在元素周期表中，氮和碳位于同一周期，碳與硅位于同一主族，由此可以推出同主族、同周期非金屬元素性質的遞變規律。
（4）題目已限制探究氯與溴的非金屬性強弱，所以B中應裝溴化鉀或溴化鈉溶液。
（5）由于尾氣中含有氯氣，故要用堿溶液吸收，以避免污染環境。
（6）根據置換反應可得出單質的氧化性強弱。