Question

某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律。

（Ⅰ）为了用实验的方法验证镁和铝的金属性强弱，学生甲和学生乙分别设计了两种不同的方法：

方案一：学生甲用水作试剂，比较镁和铝与水反应的情况

方案二：学生乙用稀盐酸作试剂，比较镁和铝与稀盐酸反应的情况

回答下列问题：

（1）学生乙在实验中取了一段黑色的镁带，投入稀盐酸中，现象不十分明显，请分析原因_______________________。

（2）学生丙另辟蹊径，不用镁、铝的单质，而用镁、铝的可溶盐及一些其它化学试剂，进行实验也得出正确的结论，简述学生丙用的是什么方法？____________________。

（Ⅱ）学生丁设计了下图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。他设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，常温下可与铜反应；B是不溶于水的块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成。

（1）写出所选用物质的化学式： B：_______________。

（2）写出烧杯中发生反应的离子方程式：_______________。

（3）该实验有何不足之处?______________________

Answer

未除去镁表面的氧化膜 取镁、铝的可溶盐逐滴加氢氧化钠溶液均产生氢氧化物沉淀，过量碱液可使生成的Al(OH)3，溶解，而Mg(OH)2则不溶。 CaCO3 CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32- 或：2CO2+SiO32-+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3- 未除去CO2气体中的硝酸气体

【解析】(Ⅰ)(1)根据生成气体的剧烈程度判断金属性强弱，镁条表面有氧化镁，未除去镁表面的氧化膜，反应现象不明显，故答案为：未除去镁表面的氧化膜；

(2)根据氢氧化镁、氢氧化铝是否溶于强碱设计，具体方法：取镁、铝的可溶盐逐滴加氢氧化钠溶液均产生氢氧化物沉淀，过量碱液可使生成的Al(OH)3溶解，而Mg(OH)2则不溶，故答案为：取镁、铝的可溶盐逐滴加氢氧化钠溶液均产生氢氧化物沉淀，过量碱液可使生成的Al(OH)3溶解，而Mg(OH)2则不溶；

(Ⅱ)根据题目信息可知，A是强酸，常温下可与铜反应，硝酸；B是块状固体，打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成，则B为碳酸钙、C为硅酸钠，方案利用强酸和弱酸盐反应制取弱酸，根据酸性强弱判断金属性强弱。

(1)利用强酸制备弱酸进行，A是强酸，常温下可与铜反应，硝酸；B是块状固体，打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成，则B为碳酸钙、C为硅酸钠，故答案为：CaCO3；

(2)硝酸与碳酸钙反应生成硝酸钙与二氧化碳、水，硅酸钠溶液中通入二氧化碳生成硅酸与碳酸钠，反应的离子方程式为：CaCO3+2H+═Ca2++2CO2↑+H2O、CO2+SiO32-+H2O═H2SiO3↓+CO32-，故答案为：CaCO3+2H+═Ca2++2CO2↑+H2O、CO2+SiO32-+H2O═H2SiO3↓+CO32-；

(3)硝酸易挥发，也能使硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀，因此需要除去CO2气体中的硝酸气体，故答案为：未除去CO2气体中的硝酸气体。

点睛：本题将元素及其化合物、元素周期律与实验知识结合起来，考查了学生的审题能力、思维能力，具有一定的综合性。本题的易错点是丁的设计方案中设计的选择。要注意选用的物质间的干扰。