Question

某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。

（1）将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：      与盐酸反应最剧烈；          与盐酸反应产生的气体最多。

（2）利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。

①仪器A的名称为             ，干燥管D的作用为                        。

②若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO₄(KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气)，

C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中                    的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用      溶液吸收尾气。

③若要证明非金属性：N>C>Si，则在A中加        、B中加碳酸钙、C中加       溶液观察到C中溶液              的现象，即可证明。但有的同学认为该装置有缺陷，应在两装置间添加装有                  溶液的洗气瓶除去             。

Answer

（1）钾 铝（2）①分液漏斗 防倒吸 ②变蓝 NaOH ③硝酸 Na2SiO3 有白色沉淀生成 饱和碳酸氢钠溶液 HNO3

【解析】

试题分析：（1）判断金属性强弱可以依据金属与酸反应的剧烈程度，因此可以设计金属与相同浓度的盐酸生成气体的剧烈程度判断钠、钾、镁、铝金属性强弱，金属性：K>Na>Mg>Al，所以钾与盐酸反应最剧烈；K、Na在反应中均失去1个电子，Mg在反应中失去2个电子，Al则失去3个电子，所以等物质的量的各金属，Al与盐酸反应产生的气体最多。

（2）①根据仪器结构特点可知A为分液漏斗；球形干燥管D能够防止倒吸，可以避免C中液体进入锥形瓶中；

②若要证明非金属性：Cl＞I，可以利用单质之间的置换反应。B中产生氯气，在C中加入淀粉KI溶液，氯气与KI发生置换反应生成氯化钾和单质I2，I2遇淀粉变蓝色，所以观察到C中变蓝的现象，即可证明。氯气是一种有毒气体，必须进行尾气吸收，氯气能够与氢氧化钠溶液反应，可以使用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气。

③若要证明非金属性N＞C>Si，则可以利用最高价氧化物水化物的酸性强弱来比较，依据较强的酸可以制备较弱的酸可知，如果在A中加稀硝酸，B中加碳酸钙，C中加Na2SiO3溶液，则B中产生CO2，若碳酸的酸性大于硅酸，CO2与Na2SiO3反应生成白色沉淀硅酸，所以观察到C中溶液有白色沉淀生成的现象，即可证明；由于硝酸有挥发性，随二氧化碳一起逸出进入硅酸钠溶液中，应在两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液溶液的洗气瓶除去HNO3。

考点：考查金属性和非金属性强弱比较的实验方案设计与评价。