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，设计了如图装置来一次性完成碳族元素中C与Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图装置来验证卤族元素性质的递变规律。

据如图回答：

(1)甲同学设计实验的依据是____________________________________。

(2)写出选用的化学试剂：B____________，其作用为___________。

(3)C中反应的离子方程式为____________________________________________。

据如图回答：

乙同学的实验过程：

Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。

Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。

Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。

Ⅳ.打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl₄层溶液变为紫红色。

(4)写出B处反应的离子方程式 ___________________________________________。

(5)A中验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_____________________。

(6)过程Ⅲ实验的目的是_________________________。

(7)综合甲、乙两同学的实验得出的结论是：同主族元素从上到下元素的非金属逐渐减弱，其原因是___________________________________________（试从原子结构角度解释）。

Answer

较强酸制较弱酸 饱和NaHCO3 溶液 吸收挥发出来的HCl气体 CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32_或2CO2+SiO32-+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3_ Cl2＋2Br- =Br2＋2Cl- 湿润淀粉KI试纸变蓝 确认装置C的黄色溶液无Cl2，否则Cl2也能氧化KI溶液，对溴置换碘的实验造成干扰（合理即可） 最外层电子数相同，电子层数增加，原子半径依次增大，对最外层电子引力减小（合理即可）

【解析】(1)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，所以甲同学设计实验的依据是较强酸制较弱酸；(2)由于盐酸和碳酸盐反应生成的CO2中含有挥发出的氯化氢气体，所以在通入硅酸钠溶液中之前需要先除去氯化氢，则选用的化学试剂为饱和NaHCO3 溶液；(3)C中反应是CO2与可溶性硅酸盐反应，反应的离子方程式为CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32_或2CO2+SiO32-+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3_；(4)氯气具有氧化性，能把溴离子氧化为单质溴，则B处反应的离子方程式为Cl2＋2Br-=Br2＋2Cl-；(5)氯气能把碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，则A中验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是湿润淀粉KI试纸变蓝；(6)当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明氯气已经完全被消耗，所以过程Ⅲ实验的目的是确认装置C的黄色溶液无Cl2，否则Cl2也能氧化KI溶液，对溴置换碘的实验造成干扰；(7)综合甲、乙两同学的实验得出的结论是：同主族元素从上到下元素的非金属逐渐减弱，这是由于同主族元素的最外层电子数相同，电子层数增加，原子半径依次增大，原子核对最外层电子引力减小，导致非金属性逐渐减弱。