Question

某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。

Ⅰ.（1）将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的0.1 mol·L^－1的盐酸中，写出与盐酸反应最慢的金属发生反应的离子方程式__________。

（2）将NaOH溶液与NH₄Cl溶液混合生成NH₃·H₂O，从而验证NaOH的碱性大于NH₃·H₂O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理___________？并说明理由：________________。

Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。

（3）实验室中现有药品Na₂S、KMnO₄、浓盐酸、MnO₂，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装置B中所装药品为_____________，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为_________________________。

（4）若要证明非金属性：C>Si，则A中加________、B中加Na₂CO₃、C中加Na₂SiO₃，观察到C中的实验现象为有白色沉淀物生成。离子方程式为____________________（假设所通气体是过量的）。

Answer

2Al+ 6H+ =2Al3+ + 3H2↑ 不合理；用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，NH3·H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物 KMnO4 S2－＋Cl2=S↓＋2Cl－ 硫酸或H2SO4 SiO32- + 2CO2 + 2H2O=H2SiO3↓+ 2HCO3—

【解析】（1）同一周期元素，金属性随着原子序数增大而减弱，元素的金属性越强，同一主族，原子序数越大，金属性越强，其单质与酸或水反应越剧烈，所以金属性K＞Na＞Mg＞Al，则K与盐酸反应最剧烈、Al与盐酸反应速率最慢，反应的离子方程式为2Al+ 6H+＝2Al3+ +3H2↑；（2）将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3•H2O，可以说明NaOH的碱性大于NH3•H2O，但不能说明Na的金属性大于N，因为要验证金属性的强弱，必须通过比较最高价氧化物所对应的水化物的碱性来进行比较，而NH3•H2O不是氮元素的最高价氧化物的水化物；（3）设计实验验证非金属性：Cl＞S，利用氯气与Na2S的氧化还原反应可验证，则装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S溶液，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，装置C中发生反应的离子方程式为S2－＋Cl2＝S↓＋2Cl－；（4）若要证明非金属性：C＞Si，可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明，由于B中加Na2CO3，故A中可以加硫酸，通过硫酸和碳酸钠的反应来制取CO2，然后的CO2通入C中的Na2SiO3中，可以发生反应：SiO32－+ 2CO2 + 2H2O=H2SiO3↓+ 2HCO3－，产生白色胶状沉淀，从而可以证明酸性：H2CO3＞H2SiO3，故非金属性：C＞Si。

点睛：本题考查性质实验方案设计，涉及金属、非金属性强弱的探究，明确物质的性质和实验原理是解本题关键，知道金属性、非金属性强弱判断方法，会根据物质性质设计实验。