Question

某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。图2中，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气和MnCl₂等。

（1）甲同学实验中选用的物质化学式为：A___________，B__________，C___________；

（2）C处反应的离子方程式为________________________        ；

（3）写出乙同学的实验中圆底烧瓶中发生反应的化学方程式______________________ ；

（4）A处反应的离子方程式为_________________________；

（5）B处的实验现象为 ___________________________。

Answer

（1）HNO3，CaCO3/BaCO3/Na2CO3， Na2SiO3/K2SiO3

（2）SiO32-＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋CO32-

（3）2KMnO4 + 16HCl＝2KCl + 2MnCl2+ 5Cl2↑ + 8H2O

（4）Cl2+2Br-＝Br2+2Cl- （5）试纸变蓝

【解析】

试题分析：（1）验证元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，甲同学设计实验的依据是较强酸制较弱酸原理；圆底烧瓶内的固体药品应为大理石，不能用碳酸钠粉末，反应剧烈，不易控制反应，所选取的酸应为稀硝酸，不能选硫酸，硫酸钙微溶，阻止碳酸钙与硫酸进一步反应，C装置内盛放的是硅酸钠溶液，则选用物质的名称分别为A：稀硝酸，B：碳酸钙，C：硅酸钠溶液；

（2）C中盛装硅酸钠溶液，以此来证明硝酸、碳酸以及硅酸的酸性强弱，由于碳酸酸性比硅酸强，在C中通入二氧化碳气体生成硅酸沉淀，因此烧杯中反应的离子方程式是SiO32-＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋CO32-。

（3）高锰酸钾具有强氧化性，能把浓盐酸氧化为氯气，反应的化学方程式为2KMnO4 + 16HCl＝2KCl + 2MnCl2+ 5Cl2↑ + 8H2O。

（4）根据装置特点和选用的试剂可知，乙同学的实验原理是强氧化剂生成弱氧化剂或活泼的非金属单质置换较不活泼的非金属单质；单质的氧化性Cl2＞Br2＞I2，则B处氯气通过湿润的淀粉KI试纸，氯气与KI反应生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色，则A处的离子方程式为Cl2+2Br-＝Br2+2Cl-。

（5）根据以上分析可知B处的实验现象是试纸变蓝。

【考点定位】本题主要是考查元素及其化合物、元素周期律与非金属性强弱比较的实验设计与评价

【名师点晴】明确物质的性质、实验原理是解答的关键。该类试题综合性强，对学生的要求较高。在解答此类题时应注意：（1）认真审题，明确实验目的，找出实验原理。（2）根据实验原理选择仪器和药品，并设计出合理的实验装置和操作步骤。（3）准确地记录实验过程中的实验现象和数据，并运用分析、计算、图表、推理等方法处理有关实验现象和数据，得出正确的结论。