Question

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NaBr溶液的棉花、濕潤的淀粉KI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：A

HNO₃

，B

CaCO₃

．（填化學式）
②燒杯C中發生反應的離子方程式為

CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-

．
（2）乙同學實驗中（圖2）：
①寫出A處反應的離子方程式

Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-

．
②B處實驗現象是

試紙變藍

．
③若高錳酸鉀的還原產物為Mn²⁺，當有0.04mol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

2.24

L．

Answer 1

分析：（1）驗證元素非金屬性與對應最高價含氧酸之間的關系，所選取的酸應為稀硝酸，固體藥品應為大理石；
（2）濃鹽酸和高錳酸鉀在常溫下發生氧化還原反應生成氯氣，非金屬性Cl＞Br＞I，單質的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，鹵素單質之間可發生置換反應．

解答：解：（1）①驗證元素非金屬性與對應最高價含氧酸之間的關系，所選取的酸應為稀硝酸，圓底燒瓶內的固體藥品應為大理石，不能用碳酸鈉粉末，反應劇烈，不易控制反應，C中應盛裝硅酸鈉溶液，以此來證明硝酸、碳酸以及硅酸的酸性強弱，故答案為：HNO₃；CaCO₃；
②C中盛裝硅酸鈉溶液，由于碳酸酸性比硅酸強，在C中通入二氧化碳氣體生成硅酸沉淀，
反應的離子方程式為CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，故答案為：CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
（2）單質的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，則
①氯氣通入溴化鈉溶液中發生置換反應生成溴，反應的離子方程式為Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，
故答案為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；
②氯氣和KI溶液反應生成單質碘，淀粉變藍，故答案為：試紙變藍；
③根據電子守恒可得關系式：2KMnO₄～5Cl₂，當有0.04mol高錳酸鉀參加反應時，生成n（Cl₂）=0.04mol×

5

2

=0.1mol，
則V（Cl₂）=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
故答案為：2.24．

點評：本題考查非金屬性強弱比較的實驗設計，題目難度不大，注意實驗設計的原理和方法．