Question

某学习小组同学为探究同周期或同主族元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：

Ⅰ．(1)将等质量的钾、钠、镁、铝分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：上述金属中_____与盐酸反应最剧烈，_____与盐酸反应生成的气体最多。

(2)向Na₂S溶液中通入氯气出现淡黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为_____________________________________。

Ⅱ．利用图装置来验证同主族元素非金属性的变化规律：

(1)要证明非金属性：Cl＞I，在A中加浓盐酸，B中加KMnO₄（KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气），C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液_____________的现象，即可证明。干燥管D的作用是_________________。从环境保护的角度考虑，此装置尚缺少尾气处理装置，可用_____溶液吸收尾气。

(2)要证明非金属性：C＞Si，在A中加盐酸，B中加CaCO₃，C中加Na₂SiO₃溶液，应在B、D之间增加一个盛有足量_____（选填下列字母：A．浓盐酸 B．浓NaOH溶液C．饱和Na₂CO₃溶液 D．饱和NaHCO₃溶液）的洗气装置。改进后C中发生反应的化学方程式是__________________________________。

Answer

K Al S2﹣+Cl2═S↓+2Cl﹣ 变蓝 防止溶液倒吸 NaOH D Na2SiO3+CO2+H2O═H2SiO3↓+Na2CO3

【解析】

I．(1)根据金属活动性顺序表可以判断钠、钾、镁、铝的活泼性，活泼性越强，与盐酸反应越剧烈；根据电子守恒比较生成氢气体积大小；

(2)硫离子被氯气氧化成硫单质，据此写出反应的离子方程式；

Ⅱ．(1)氯气能够将碘离子氧化成碘单质；球形干燥管具有防止倒吸的作用；氯气有毒，氯气能够与氢氧化钠溶液反应；

(2)盐酸酸性强于碳酸，二氧化碳能使石灰水变浑浊；盐酸挥发，应排除实验中干扰。

Ⅰ．(1)金属活泼性顺序为：钾＞钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钾，反应速率最慢的是铝；生成1mol氢气需要得到2mol电子，则需要2mol钠（46g），2mol钾（78g），1mol镁（24g），mol铝（18g），所以金属质量相同时，生成氢气最多的是金属铝；

(2)氯气氧化性强于硫单质，则氯气能够氧化硫离子反应生成硫，反应的离子方程式为：S2-+Cl2═S↓+2Cl-；

Ⅱ．(1)浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气具有强氧化性，可与碘化钾反应生成碘，因淀粉遇碘变蓝色，则可观察到溶液变蓝色；球形干燥管D能够防止倒吸，可以避免C中液体进入锥形瓶中；氯气有毒，不能排放到空气中，可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收；

(2)因碳酸比硅酸强，二氧化碳可与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，溶液变浑浊，氯化氢具有挥发性，从B中挥发出的HCl也会和硅酸钠溶液反应生成硅酸，干扰实验结果，需要将二氧化碳中的氯化氢除掉；根据氯化氢与碳酸氢钠反应，而二氧化碳不反应，可以在B和D之间增加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，改进后C中发生反应的化学方程式是Na2SiO3+CO2+H2O═H2SiO3↓+Na2CO3。