Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證元素周期律。

(1)甲同學(xué)在a、b、c三只燒杯里分別加入50 mL水，再分別滴加幾滴酚酞溶液，依次加入大小相近的鋰、鈉、鉀塊，觀察現(xiàn)象。甲同學(xué)設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的目的是_________________，反應(yīng)最劇烈的燒杯是________(填字母)，結(jié)論是__________，原因(從本質(zhì)上解釋)______________。

(2)乙同學(xué)想驗(yàn)證同周期元素金屬性強(qiáng)弱的規(guī)律，最好選用第________周期的________三種元素(填元素名稱)。最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)是將大小相近的三小塊金屬分別投入相同濃度的稀鹽酸中，觀察現(xiàn)象。解釋：___________________。寫出鈉和水反應(yīng)的離子方程式__________________________

(3)丙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證非金屬元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的最高價(jià)含氧酸的酸性就越強(qiáng)。他設(shè)計(jì)了如圖的裝置以驗(yàn)證氮、碳、硅元素的非金屬性強(qiáng)弱。丙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可直接證明三種酸的酸性強(qiáng)弱，已知A是強(qiáng)酸，常溫下可與銅反應(yīng)；B是塊狀固體；打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到有白色沉淀生成。

①寫出所選用物質(zhì)的化學(xué)式：A：________，B：________，C：________。

②寫出燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_________________。

③該實(shí)驗(yàn)存在的問題是___________________，改進(jìn)措施為___________________________

Answer 1

【答案】驗(yàn)證鋰、鈉、鉀的活潑性(或同一主族，從上到下元素的金屬性逐漸增強(qiáng)) c 鋰、鈉、鉀的活潑性依次增強(qiáng) 同一主族，從上至下，原子半徑逐漸增大，原子核吸引最外層電子的能力減弱，原子失去電子的能力逐漸增強(qiáng) 三 鈉、鎂、鋁 同一周期從左至右，原子半徑逐漸減小，核電荷數(shù)逐漸增大，原子核吸引最外層電子的能力逐漸增強(qiáng)，失去電子的能力減弱，故金屬性逐漸減弱 2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑ HNO3 CaCO3 Na2SiO3(或K2SiO3) CO2＋SiO32-＋H2O=H2SiO3↓＋CO32-或2CO2＋SiO32-＋2H2O=H2SiO3↓＋2HCO3- 硝酸具有揮發(fā)性，無法確定與硅酸鈉反應(yīng)的是二氧化碳還是揮發(fā)出的硝酸 在B和C之間增加一個(gè)盛放飽和NaHCO3洗氣裝置

【解析】

(1)由“研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證元素周期律”可知，甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證鋰、鈉、鉀的金屬性強(qiáng)弱；金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)與水反應(yīng)越劇烈；

(2)驗(yàn)證同周期元素金屬性強(qiáng)弱的規(guī)律，最好選用第3周期的鈉、鎂、鋁三種元素，因?yàn)榕c第2、4、5、6周期相比較，第3周期元素的變化規(guī)律較典型；

(3)利用強(qiáng)酸制備弱酸進(jìn)行，A是強(qiáng)酸，常溫下可與銅反應(yīng)，A為硝酸；B是塊狀固體，打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到白色沉淀生成，則B為碳酸鈣、C為硅酸鈉，以此解答。

(1)由“研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證元素周期律”可知，甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證鋰、鈉、鉀的金屬性強(qiáng)弱；同一主族，從上至下，原子半徑逐漸增大，原子核吸引最外層電子的能力減弱，原子失去電子的能力逐漸增強(qiáng)，所以金屬性K＞Na＞Li，金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)與水反應(yīng)越劇烈，故反應(yīng)最劇烈的燒杯是c；故答案為：驗(yàn)證鋰、鈉、鉀的活潑性(或同一主族，從上到下元素的金屬性逐漸增強(qiáng))；c；鋰、鈉、鉀的活潑性依次增強(qiáng)；同一主族，從上至下，原子半徑逐漸增大，原子核吸引最外層電子的能力減弱，原子失去電子的能力逐漸增強(qiáng)；

(2)驗(yàn)證同周期元素金屬性強(qiáng)弱的規(guī)律，最好選用第三周期的鈉、鎂、鋁三種元素，因?yàn)榕c第2、4、5、6周期相比較，第三周期元素的變化規(guī)律較典型；同一周期從左至右，原子半徑逐漸減小，核電荷數(shù)逐漸增大，原子核吸引最外層電子的能力逐漸增強(qiáng)，失去電子的能力減弱，故金屬性逐漸減弱，所以三種金屬中鈉最活潑，遇水就劇烈反應(yīng)，與鹽酸反應(yīng)更劇烈，產(chǎn)生大量熱，放出H2，鋁金屬活動(dòng)性最弱，與酸反應(yīng)比鎂要緩慢，但也能產(chǎn)生大量氣泡，鎂與酸劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡；故答案為：三；鈉、鎂、鋁；同一周期從左至右，原子半徑逐漸減小，核電荷數(shù)逐漸增大，原子核吸引最外層電子的能力逐漸增強(qiáng)，失去電子的能力減弱，故金屬性逐漸減弱；2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑；

(3)①乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是利用強(qiáng)酸制弱酸的原理，非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)。由題意可推測(cè)，A為HNO3，B為CaCO3，C為Na2SiO3；燒杯中二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，其反應(yīng)離子方程式為：CO2+SiO32-+H2O═H2SiO3↓+CO32-或2CO2+SiO32-+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3-，故答案為：HNO3；CaCO3；Na2SiO3；

②根據(jù)①可知答案為：CO2+SiO32-+H2O═H2SiO3↓+CO32-或2CO2+SiO32-+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3-．

③因硝酸易揮發(fā)，則生成的二氧化碳?xì)怏w中混有硝酸蒸氣，硝酸也能與硅酸鈉產(chǎn)生白色沉淀，干擾實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，則應(yīng)用飽和碳酸氫鈉除去硝酸，故答案為：硝酸具有揮發(fā)性，無法確定與硅酸鈉反應(yīng)的是二氧化碳還是揮發(fā)出的硝酸；在B和C之間增加一個(gè)盛放飽和NaHCO3洗氣裝置。