Question

7．某同學(xué)為了探究元素非金屬性遞變規(guī)律，設(shè)計了如圖所示實驗裝置．
根據(jù)強酸制弱酸的原理，所選物質(zhì)要既能證明同族元素性質(zhì)遞變規(guī)律，又能證明同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律．所給試劑（供選擇）
酸：稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸
堿：氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鋁
鹽：CaCO₃、Na₂SiO₃溶液、Ca（ClO）₂溶液
（1）填物質(zhì)名稱：a稀硝酸，c碳酸鈣，d硅酸鈉溶液
（2）觀察到的現(xiàn)象有：c產(chǎn)生氣泡，碳酸鈣溶解，d產(chǎn)生白色沉淀離子方程式：c2H⁺+CaCO₃═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）主族元素，元素的非金屬性越強，其氫化物的穩(wěn)定性越強、其最高價氧化物的水化物酸性越強、其單質(zhì)的氧化性越強，根據(jù)信息需根據(jù)強酸制弱酸的原理探究元素非金屬性遞變規(guī)律：元素非金屬性與對應(yīng)最高價含氧酸之間的關(guān)系如圖裝置來一次性完成，C、N屬于同一周期，C、Si屬于同一主族，C、N、Si三種非金屬元素的非金屬性強弱比較，第一支試管中反應(yīng)是碳酸鈣和稀硝酸反應(yīng)生成二氧化碳，證明氮非金屬性大于碳，飽和碳酸氫鈉的作用是除去二氧化碳中硝酸蒸氣，第三支試管中二氧化碳和硅酸鈉反應(yīng)，證明碳非金屬性大于硅；
（2）第一支試管中反應(yīng)是碳酸鈣和稀硝酸反應(yīng)生成二氧化碳，第三支試管中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，證明碳的非金屬性大于硅，飽和碳酸氫鈉的作用是除去二氧化碳中硝酸蒸氣，據(jù)此分析觀察到的現(xiàn)象．

解答 解：（1）同周期自左而右，核電荷數(shù)增大，原子半徑減小，原子核對電子吸引增強，失去電子能力減弱，獲得電子的能力增強，故同周期從左到右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強，同主族元素從上到下元素的金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱，C、N、Si三種非金屬，C、N屬于同一周期，C、Si屬于同一主族，推知C、N、Si三種元素非金屬性的強弱為N＞C＞Si，根據(jù)信息需根據(jù)強酸制弱酸的原理探究元素非金屬性遞變規(guī)律：第一支試管裝置用來制取二氧化碳，故a為稀硝酸，c為碳酸鈣，碳酸鈣和稀硝酸反應(yīng)生成二氧化碳，證明氮非金屬性大于碳，硝酸易揮發(fā)，故飽和碳酸氫鈉的作用是除去二氧化碳中硝酸，第三支試管中為硅酸鈉溶液，證明碳非金屬性大于硅，
故答案為：稀硝酸；碳酸鈣；硅酸鈉溶液；
（2）第一支試管中反應(yīng)是碳酸鈣和稀硝酸反應(yīng)生成二氧化碳，證明氮非金屬性大于碳，反應(yīng)的離子方程式為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，c為碳酸鈣，可觀察到c產(chǎn)生氣泡，碳酸鈣溶解，第三支試管中為Na₂SiO₃溶液，二氧化碳通入反應(yīng)生成硅酸沉淀，SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-；證明碳的非金屬性大于硅，d裝置中觀察到溶液變渾濁，飽和碳酸氫鈉的作用是除去二氧化碳中硝酸，
故答案為：產(chǎn)生氣泡，碳酸鈣溶解；d產(chǎn)生白色沉淀； 2H⁺+CaCO₃═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O．

點評 本題將元素及其化合物、元素周期律與實驗知識結(jié)合起來，考查了審題能力、思維能力，具有較強的綜合性，注意實驗設(shè)計的原理和方法，題目難度中等．