Question

6．某學習小組同學利用如圖裝置來驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律：
（1）要證明非金屬性：Cl＞I，在A中加濃鹽酸，B中加KMnO₄（KMnO₄與濃鹽酸常溫下反應生成氯氣），C中加淀粉碘化鉀混合溶液，觀察到C中溶液變藍的現(xiàn)象，即可證明．干燥管D的作用是防止溶液倒吸．從環(huán)境保護的角度考慮，此裝置尚缺少尾氣處理裝置，可用NaOH溶液吸收尾氣．
（2）要證明非金屬性：C＞Si，在A中加鹽酸，B中加CaCO₃，C中加Na₂SiO₃溶液，將觀察到C中有白色沉淀生成的現(xiàn)象．但老師認為，該現(xiàn)象不足以證明酸性強弱關系為碳酸＞硅酸，請用文字敘述理由有白色沉淀生成；從B中揮發(fā)出的HCl也會和硅酸鈉溶液反應生成硅酸．因此應在B、D之間增加一個盛有足量D（選填下列字母：A．濃鹽酸 B．濃NaOH溶液C．飽和Na₂CO₃溶液 D．飽和NaHCO₃溶液）的洗氣裝置．改進后C中發(fā)生反應的化學方程式是Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（或Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃）．

Answer 1

分析 （1）KMnO₄與濃鹽酸常溫下反應生成氯氣，氯氣把碘化鉀氧化為碘單質(zhì)，淀粉遇碘變藍色，氯氣易溶于水，需要防止倒吸，氯氣能與強堿發(fā)生反應；
（2）根據(jù)較強酸制較弱酸原理，HCl或CO₂都能與Na₂SiO₃溶液反應生成硅酸沉淀，要證明酸性碳酸＞硅酸，必須排除揮發(fā)出的HCl的干擾，二氧化碳和硅酸鈉溶液反應生成硅酸和碳酸鈉（或碳酸氫鈉）．

解答 解：（1）KMnO₄與濃鹽酸常溫下反應生成氯氣，氯氣把碘化鉀氧化為碘單質(zhì)，淀粉遇碘變藍色，因此觀察到C中溶液變藍；
氯氣易溶于水，需要防止倒吸，而D為肚容式防倒吸裝置，所以干燥管D的作用是防止溶液倒吸；
氯氣能與強堿發(fā)生反應，因此可用NaOH溶液吸收尾氣，
故答案為：變藍；防止溶液倒吸；NaOH；
（2）根據(jù)較強酸制較弱酸原理，酸性HCl＞H₂CO₃＞H₂SiO₃，HCl或CO₂都能與Na₂SiO₃溶液反應生成硅酸沉淀，因此C中出現(xiàn)白色沉淀生成；
正是由于從B中揮發(fā)出的HCl也會和硅酸鈉溶液反應生成硅酸，所以該現(xiàn)象不足以證明酸性強弱關系為碳酸＞硅酸；
需要把二氧化碳中混有的HCl除去，可選用飽和NaHCO₃溶液，而濃鹽酸易揮發(fā)、濃氫氧化鈉溶液和飽和碳酸鈉溶液即可吸收HCl也可吸收二氧化碳；
二氧化碳和硅酸鈉溶液反應生成硅酸和碳酸鈉（或碳酸氫鈉），所以化學方程式為Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（或Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃），
故答案為：有白色沉淀生成；從B中揮發(fā)出的HCl也會和硅酸鈉溶液反應生成硅酸；D；Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃（或Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃）．

點評 本題考查了實驗方案設計，涉及金屬、非金屬性強弱的探究，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關鍵，同時考查學生靈活運用知識解答問題的能力，題目難度不大．