Question

化学是一门实验为基础的科学。请回答下列问题：

(1)利用如图装置可验证浓、稀硝酸氧化性强弱，请完成  实验操作，回答相关问题：

①实验操作过程：固定铜片，打开分液漏斗活塞及止水夹2，从不对称U形管1、2长管口处分别注入稀硝酸、浓硝酸，液面与双孔橡皮塞接触，然后，关闭分液漏斗玻璃活塞、止水夹1、2。此后可观察到现象______；然后打开止水夹1，会发现不对称U形管2中长导管口无色气泡变红棕色，浓硝酸逐渐变黄（说明稀硝酸不能氧化这种无色气体而浓硝酸可以）。

②请用一个化学方程式体现该实验验证浓、稀硝酸氧化性强弱的原理_________。

(2)利用如图装置可以验证非金属性的变化规律。

①干燥管D的作用是__________。

②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A、B中所装药品分别为________、________，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为______________________。

③若要证明非金属性：Cl > C >Si，则A中加入试剂____________、B中加Na₂CO₃、C中加入试剂______________。

Answer

U形管1中铜片逐渐溶解，溶液颜色逐渐变蓝，有无色气体产生并将溶液推入长管形成液面差 NO + 2HNO3（浓）=3NO2 + H2O 防倒吸 浓盐酸 KMnO4 Cl2 + S2ˉ=S↓+ 2Clˉ HClO4 Na2SiO3

【解析】

（1）由题意可知，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应生成的一氧化氮不溶于水，使U形管1短管中气体压强增大，将溶液推入长管形成液面差；

（2）打开止水夹1，会发现不对称U形管2中长导管口无色气泡变红棕色，浓硝酸逐渐变黄，说明稀硝酸不能氧化这种无色气体而浓硝酸可以，证明浓硝酸氧化性强于稀硝酸氧化性；

（3）①球形干燥管D能够防止倒吸；

②若要证明Cl元素非金属性强于硫元素，应设计实验先制备氯气，再通过氯气与硫化钠反应生成硫单质证明；

③元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，若要证明非金属性Cl > C >Si，由强酸能和弱酸盐反应生成弱酸可知，可以用高氯酸能与碳酸钠反应和二氧化碳与硅酸钠溶液反应证明。

（1）由题意可知，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应生成的一氧化氮不溶于水，使U形管1短管中气体压强增大，将溶液推入长管形成液面差，故实验现象为铜片逐渐溶解，溶液颜色逐渐变蓝，有无色气体产生并将溶液推入长管形成液面差，故答案为：U形管1中铜片逐渐溶解，溶液颜色逐渐变蓝，有无色气体产生并将溶液推入长管形成液面差

（2）打开止水夹1，会发现不对称U形管2中长导管口无色气泡变红棕色，浓硝酸逐渐变黄，说明稀硝酸不能氧化这种无色气体而浓硝酸可以，证明浓硝酸氧化性强于稀硝酸氧化性，浓硝酸与一氧化氮生成二氧化氮和水的化学方程式为NO + 2HNO3（浓）=3NO2 + H2O，故答案为：NO + 2HNO3（浓）=3NO2 + H2O；

（3）①球形干燥管D能够防止倒吸，避免C中液体进入锥形瓶中，故答案为：防倒吸；

②若要证明Cl元素非金属性强于硫元素，A中加浓盐酸，浓盐酸和酸性高锰酸钾溶液反应生成氯气，反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，所以B中加高锰酸钾；反应生成的氯气与C中硫化钠溶液反应生成氯化钠和淡黄色硫沉淀，反应的离子方程式为Cl2 + S2ˉ=S↓+ 2Clˉ，故答案为：浓盐酸；KMnO4；Cl2 + S2ˉ=S↓+ 2Clˉ；

③元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，若要证明非金属性Cl > C >Si，由强酸能和弱酸盐反应生成弱酸可知，A中加高氯酸，B中加碳酸钠，高氯酸和碳酸钠反应制取二氧化碳，证明氯元素非金属性强于碳元素，反应生成的二氧化碳和C中硅酸钠溶液反应生成硅酸，证明碳的非金属性强于硅，故答案为：HClO4；Na2SiO3。