Question

(15分)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ.(1)试用实验室提供的下列试剂，设计两个原理不同的简单实验（只要写出实验的方案即可），证明镁元素的金属性比铝元素强。
试剂：镁条、铝条、氯化铝溶液、氯化镁溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液
方案一：_____________________________________________________________；
方案二：_____________________________________________________________。
Ⅱ.利用下图装置可验证同周期元素非金属性的变化规律
(1)仪器A的名称为________，干燥管D的作用为________________。
(2)若要证明非金属性：Cl>S，则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___________，观察到C中溶液___________________________的现象，即可证明。反应的离子方程式为________________________________________________________。
从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用________溶液吸收尾气。
(3)若要证明非金属性：N>C，则在A中加稀硝酸，B中加碳酸钙，C中加澄清石灰水；观察到C中溶液变浑浊的现象，即可证明。该实验原理为______________________________。但有的同学在实验中一切操作正确的情况下没观察到上述现像，试分析可能的原因是___________________________。

Answer 1

Ⅰ（1）方案一：用形状大小相同的铝条和镁条分别一等体积等浓度的稀盐酸反应，观察其反应速率快慢  （2分）
方案二：分别向等体积等浓度的氯化铝溶液、氯化镁溶液中加入氢氧化钠溶液至过量，观察其沉淀及其溶解情况（2分）
Ⅱ（1）分液漏斗；防倒吸（每空1分）
（2）硫化钠溶液（1分）有黄色沉淀生成（1分） S^2－＋Cl₂＝2Cl^－＋S↓（2分） 氢氧化钠溶液（1分）
（3）利用非金属元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱来比较元素非金属性强弱 （2分） 硝酸有挥发性，随二氧化碳一起逸出（2分）

试题分析：Ⅰ（1）方案一：判断金属性强弱可以依据金属与酸反应的剧烈程度，因此可以设计金属与相同浓度的盐酸生成气体的剧烈程度判断镁和铝金属性强弱；
方案二：根据氢氧化镁、氢氧化铝是否溶于强碱设计，过量碱液可使生成的Al（OH）₃溶解，而Mg（OH）₂则不溶，具体方法：分别向等体积等浓度的氯化铝溶液、氯化镁溶液中加入氢氧化钠溶液至过量，观察其沉淀及其溶解情况；
Ⅱ（1）根据仪器结构特点可知A为分液漏斗；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；
（2）若要证明非金属性：Cl＞S，可以利用单质之间的置换反应。B中产生氯气，则在C中加入硫化钠溶液，；氯气与硫化钠分子置换反应生成氯化钠和单质硫，所以观察到C中溶液有黄色沉淀生成的现象，即可证明，反应的离子方程式为S^2－＋Cl₂＝2Cl^－＋S↓；氯气是一种有毒气体，必须进行尾气吸收，氯气能够与氢氧化钠溶液反应，可以使用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气；
（5）要证明非金属性是N＞C，则可以利用最高价氧化物水化物的酸性强弱来比较，依据较强的酸可以制备较弱的酸可知，如果在A中加稀硝酸，B中加碳酸钙，则B中产生CO₂，CO₂能使澄清石灰水变浑浊，因此C中加澄清石灰水；观察到C中溶液变浑浊的现象，即可证明。由于硝酸有挥发性，随二氧化碳一起逸出进入澄清的石灰水，因此没观察到上述现像。