Question

3．某化學學習小組為了探究同周期、周主族元素的化學性質的變化規(guī)律，利用下圖進行實驗．現(xiàn)有藥品如下：稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸、飽和的小蘇打溶液、水玻璃、大理石、濃硫酸．

（1）選用藥品：B稀硝酸，C大理石，D飽和的小蘇打溶液，E水玻璃．
（2）甲同學認為不要D裝置就可以得出結論，你認為行嗎？不可行．談淡理由：稀硝酸具有揮發(fā)性，干擾了二氧化碳與硅酸鈉的反應
（3）根據(jù)“以強制弱”的原理，實驗結論：C、N、Si三種元素非金屬性N＞C＞Si用離子方程式加以說明：2H⁺+CaCO₃═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O、SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）主族元素，元素的非金屬性越強，其氫化物的穩(wěn)定性越強、其最高價氧化物的水化物酸性越強、其單質的氧化性越強，根據(jù)信息探究同周期、周主族元素的化學性質的變化規(guī)律，C、N屬于同一周期，C、Si屬于同一主族，C、N、Si三種非金屬元素的非金屬性強弱比較，B和C是碳酸鈣和稀硝酸反應生成二氧化碳，證明氮非金屬性大于碳，飽和碳酸氫鈉的作用是除去二氧化碳中硝酸蒸氣，E中二氧化碳和硅酸鈉反應，證明碳非金屬性大于硅；
（2）稀硝酸具有揮發(fā)性，會干擾二氧化碳與硅酸的反應；
（3）硝酸能夠置換出二氧化碳，二氧化碳能夠與置換出硅酸，證明非金屬性N＞C＞Si．

解答 解：（1）同周期自左而右，核電荷數(shù)增大，原子半徑減小，原子核對電子吸引增強，失去電子能力減弱，獲得電子的能力增強，故同周期從左到右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強，同主族元素從上到下元素的金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱，C、N、Si三種非金屬，C、N屬于同一周期，C、Si屬于同一主族，推知C、N、Si三種元素非金屬性的強弱為N＞C＞Si，根據(jù)信息探究同周期、周主族元素的化學性質的變化規(guī)律，C、N屬于同一周期，C、Si屬于同一主族，C、N、Si三種非金屬元素的非金屬性強弱比較，B和C是碳酸鈣和稀硝酸反應生成二氧化碳，證明氮非金屬性大于碳，飽和碳酸氫鈉的作用是除去二氧化碳中硝酸蒸氣，E中二氧化碳和硅酸鈉反應，證明碳非金屬性大于硅，
故答案為：稀硝酸；大理石；飽和的小蘇打溶液；水玻璃；
（2）由于稀硝酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的硝酸能夠與硅酸鈉反應生成硅酸沉淀，干擾了二氧化碳與硅酸鈉的反應，
故答案為：不可行；稀硝酸具有揮發(fā)性，干擾了二氧化碳與硅酸鈉的反應；
（3）硝酸、碳酸和硅酸分別為N、C、Si元素的最高價氧化物對應的水合物，根據(jù)碳酸鈣溶解可知硝酸的酸性大于碳酸，根據(jù)二氧化碳與硅酸鈉反應生成沉淀可知碳酸的酸性大于硅酸，則C、N、Si三種元素非金屬性N＞C＞Si，發(fā)生的反應有：2H⁺+CaCO₃═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O、SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，
故答案為：酸性：HNO₃＞H₂CO₃＞H₂SiO₃，則C、N、Si三種元素非金屬性N＞C＞Si；2H⁺+CaCO₃═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O、SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-．

點評 本題考查了非金屬性強弱判斷的方法，題目難度中等，明確實驗目的為解答關鍵，注意掌握同一主族、同一周期元素金屬性、非金屬性遞變規(guī)律，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．