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C和Si的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，圖2中A、B、C三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、濕潤的淀粉KI試紙、濕潤的紅紙．已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應生成氯氣．
（1）從以下所給物質中選出甲同學設計的實驗所用到物質：圖1中試劑A、B為（填序號）

①、④

；
①稀硫酸溶液； ②濃鹽酸； ③石灰石；④碳酸鈉粉末；⑤Na₂SO₃溶液
寫出圖1燒瓶中發生反應的離子方程式

CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O

；
（2）甲同學所做實驗圖1燒杯中現象為

出現白色沉淀

；
（3）乙同學所做實驗圖2中B處的現象為

濕潤的淀粉KI試紙變藍

；
（4）寫出圖2中A處發生反應的離子方程式：

Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-

．

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；
燒瓶中是碳酸鈣與稀硝酸反應，生成硝酸鈣、水、二氧化碳．
（2）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，碳酸酸性比硅酸強．
（3）（4）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，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，所選取的酸應為稀硝酸，不能選硫酸，硫酸鈣微溶，阻止碳酸鈣與硫酸進一步反應．
所以燒瓶中應是碳酸鈣與稀硝酸反應，因為碳酸鈣難溶于水，要寫分子式，硝酸是強酸，要寫成離子，因此燒瓶中反應的離子方程式是：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O．
故答案為：①、④；CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O 
（2）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，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，因此燒杯中反應的離子方程式是CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，H₂SiO₃是白色沉淀．
故答案為：出現白色沉淀
（3）單質的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，則B處氯氣通過濕潤的淀粉KI試紙，氯氣與KI反應Cl₂+2KI═2Cl^-+I₂，生成碘單質，碘遇淀粉變藍色．
故答案為：濕潤的淀粉KI試紙變藍 
（4）單質的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，A處氯氣通過沾有NaBr溶液的棉花溴化鈉溶液，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^-

點評：本題將元素及其化合物、元素周期律與非金屬性強弱比較的實驗設計結合起來，具有較強的綜合性，有一定的難度，注意實驗設計的原理和方法．