Question

【題目】（一）某化學(xué)興趣小組為探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計(jì)了如下系列實(shí)驗(yàn)：利用如圖裝置可以驗(yàn)證元素的非金屬性的變化規(guī)律。

（1）圖中：A裝置名稱(chēng)是___，干燥管D的作用是___。

（2）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有藥品Na2S、KMnO4、MnO2、濃鹽酸，請(qǐng)從中選擇合適藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證氯的非金屬性大于硫，燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。

（3）若要用此裝置證明酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，進(jìn)而證明非金屬性：N>C>Si，從以下所給物質(zhì)中選出甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)所用到物質(zhì)：

①稀HNO3溶液 ②稀鹽酸 ③碳酸鈣 ④Na2SiO3溶液 ⑤SiO2

裝置A、C中所選試劑分別為__（填序號(hào)）；能說(shuō)明酸性H2CO3>H2SiO3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__。

（二）四種短周期元素W、X、Y、Z，原子序數(shù)依次增大，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

	W	X	Y	Z
結(jié)構(gòu)或性質(zhì)	最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與其氣態(tài)氫化物反應(yīng)得到離子化合物	焰色反應(yīng) 呈黃色	在同周期主族元素形成的簡(jiǎn)單離子中，離子半徑最小，它的最高價(jià)氧化物為兩性氧化物	最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)之和為零

（1）Z在元素周期表中位于___族。

（2）上述元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中，有一種物質(zhì)在一定條件下均能與其他三種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，該元素是___(填元素符號(hào))。

（3）①下列可作為比較X和Y金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)是___(填序號(hào))。

a.自然界中的含量

b.單質(zhì)與酸反應(yīng)時(shí)失去的電子數(shù)

c.單質(zhì)與水反應(yīng)的難易程度

d.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性

②從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋X的金屬性強(qiáng)于Y的原因：___。

（4）W的一種氫化物HW3可用于有機(jī)合成，其酸性與醋酸相似。體積和濃度均相等的HW3與X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物混合，反應(yīng)的化學(xué)方程式是__。

Answer 1

【答案】分液漏斗 防止倒吸 2MnO4+10Cl+16H+＝2Mn2++5Cl2+8H2O ①④ C試管中出現(xiàn)白色（膠狀）沉淀 ⅣA Na cd 電子層相同，核電荷數(shù)Al>Na HN3+NaOH=NaN3+H2O

【解析】

（一）（1）根據(jù)儀器的構(gòu)造寫(xiě)出儀器A的名稱(chēng)；球形干燥管具有防止倒吸的作用；
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證非金屬性：Cl>S，利用氯氣與Na2S的氧化還原反應(yīng)可驗(yàn)證；燒瓶中酸性高錳酸鉀溶液能夠氧化氯離子；
（3）要證明非金屬性：N>C>Si，則利用此裝置證明最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性的強(qiáng)弱順序?yàn)椋?/span>HNO3>H2CO3>H2SiO3；C裝置中硅酸鈉轉(zhuǎn)化成硅酸沉淀，則證明碳酸的酸性大于硅酸；

（二）四種短周期元素W、X、Y、Z，原子序數(shù)依次增大，W最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與其氣態(tài)氫化物反應(yīng)得到離子化合物，則W為N元素；X焰色反應(yīng)呈黃色，則X為Na；Y、Z原子序數(shù)大于Na，二者處于第三周期，在同周期主族元素形成的簡(jiǎn)單離子中，Y的離子半徑最小，則Y為Al，且Al2O3為兩性氧化物；Z最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)之和為零，則Z為Si元素，
（1）主族元素族序數(shù)=最外層電子數(shù)；
（2）W、X、Y、Z形成的最高價(jià)氧化物的水化物分別是硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鋁、硅酸，氫氧化鈉和其他三種物質(zhì)均能反應(yīng)；
（3）①比較金屬性強(qiáng)弱的方法有：金屬元素最高價(jià)氧化物的水化物堿性強(qiáng)弱、金屬之間的置換反應(yīng)、和酸或水反應(yīng)生成氫氣的難易程度等，與得失電子數(shù)目多少無(wú)關(guān)；
②電子層相同、核電荷數(shù)越大原子半徑越小，原子核對(duì)核外電子吸引越強(qiáng)；
（4）HN3的酸性與醋酸的相當(dāng)，則HN3為弱酸，與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)，等體積、等濃度的HN3、NaOH溶液恰好反應(yīng)得到NaN3溶液，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（一）（1）儀器A為分液漏斗，球形干燥管D能夠防止倒吸，可以避免C中液體進(jìn)入圓底燒瓶中；
故答案為：分液漏斗；防止倒吸；
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證非金屬性：Cl>S，利用氯氣與Na2S的氧化還原反應(yīng)可驗(yàn)證，則裝置A、B、C中所裝藥品應(yīng)分別為濃鹽酸、KMnO4、Na2S溶液，燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2MnO4-+10Cl+16H+＝2Mn2++5Cl2+8H2O；
故答案為：2MnO4-+10Cl+16H+＝2Mn2++5Cl2+8H2O；
（3）根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理，利用稀硝酸溶解碳酸鈣，將生成的CO2通入硅酸鈉溶液中即可推斷酸性的弱順序?yàn)椋?/span>HNO3>H2CO3>H2SiO3，即A為稀硝酸、B為碳酸鈣、C為硅酸鈉溶液；當(dāng)C試管中出現(xiàn)白色（膠狀）沉淀時(shí)，證明酸性H2CO3>H2SiO3；
故答案為：①④；C試管中出現(xiàn)白色（膠狀）沉淀；

（二）四種短周期元素W、X、Y、Z，原子序數(shù)依次增大，W最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與其氣態(tài)氫化物反應(yīng)得到離子化合物，則W為N元素；X焰色反應(yīng)呈黃色，則X為Na；Y、Z原子序數(shù)大于Na，二者處于第三周期，在同周期主族元素形成的簡(jiǎn)單離子中，Y的離子半徑最小，則Y為Al，且Al2O3為兩性氧化物；Z最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)之和為零，則Z為Si元素，

（1）Z是Si元素，處于第ⅣA族；

故答案為：ⅣA；

（2）W形成的最高價(jià)氧化物的水化物是硝酸，X的最高價(jià)氧化物的水化物是氫氧化鈉，Y的最高價(jià)氧化物的水化物是氫氧化鋁，Z的最高價(jià)氧化物的水化物是硅酸，氫氧化鈉和其他三種物質(zhì)均能反應(yīng)，所以該元素是Na；

故答案為：Na；

（3）①比較金屬性強(qiáng)弱的方法有：金屬元素最高價(jià)氧化物的水化物堿性強(qiáng)弱、金屬之間的置換反應(yīng)、和酸或水反應(yīng)生成氫氣的難易程度等，與得失電子數(shù)目多少無(wú)關(guān)；

故答案為：cd；

②電子層相同，核電荷數(shù)Al>Na，原子半徑Na>Al，所以原子核對(duì)最外層電子的吸引力Na<Al，則失電子能力Na>Al，金屬性Na>Al；

故答案為：電子層相同，核電荷數(shù)Al>Na；

（4）HN3的酸性與醋酸的相當(dāng)，則HN3為弱酸，與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：HN3+NaOH═NaN3+H2O；

故答案為：HN3+NaOH═NaN3+H2O。