高中化学金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系实验题

某同学设计实验以探究元素性质的递变规律，实验装置如图所示。
      
实验Ⅰ：根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。利用上述装置图1一次性完成Cl、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究
（1）实验中选用的物质名称为：A____________，B__________，C____________；
（2）C处反应的离子方程式为________________。
（3）根据实验现象推知，可得出碳、硅、氯三种元素非金属性的强弱顺序是                  。
实验Ⅱ：已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气和Mn²⁺，利用上述装置图2探究卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。
（4）写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式：_______________________________________。
（5）B处的实验现象为 ______________________________________________。
（6）根据A、B两处的实验现象能否推出非金属性Cl>Br>I，    （填“能”或“否”），原因________。

（14分，每空2分）某研究性学习小组设计一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图装置来一次性完成N、C、Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学根据置换反应的规律，利用下图装置完成了O元素的非金属性比S强的实验研究。回答下列问题：

（1）图中D装置在实验中的作用是_______________。
（2）从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到物质，图中试剂A为_________
①HNO₃溶液②稀盐酸③稀醋酸④稀盐酸
写出试管C中发生反应的离子方程式 ______________________________________。
（3）乙同学设计的实验所用到试剂A为_________；试剂B为_________；试剂C为__________。
C处的现象为浅黄色沉淀产生；写出C中发生反应的化学方程式为___________。

为了比较卤素单质的氧化性强弱，可在实验室先制取Cl₂，并将Cl₂依次通入NaBr溶液和淀粉KI溶液中。有如下图所示的仪器（橡胶塞均为双孔）及药品，试回答：

（1）若所制气体从左向右流向时，上述仪器接口的连接顺序为H接____、___接___、___接___。
（2）装置3的作用是_______________，反应的离子方程式为________________________。
（3）装置1中产生的现象是_________________，反应的化学方程式为_______________。
（4）通过本实验可得到的结论是____________________________________。

某同学探究同周期主族元素性质递变规律时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象（见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系）:

实验步骤	实验现象
1．将镁条用砂纸打磨后，放入沸水中；再向溶液中滴加酚酞溶液	A. 浮在水面上，熔成小球，做不定向运动，随之消失，溶液变成红色。
2．向新制得的Na2S溶液中滴加少量新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
3．将一小块钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体。
4．将镁条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈，产生无色气体
5．将铝条投入稀盐酸中	E．生成淡黄色沉淀

请你帮助该同学整理并完成实验报告。
实验目的：探究同周期主族元素性质递变规律。
（1）实验用品：试剂：金属钠，镁条，铝条，稀盐酸，新制氯水，新制Na₂S溶液。
仪器：①       ，②     ，③     ，试管夹，镊子，小刀，玻璃片，砂纸，酒精灯等。
（2）实验内容：（填写与实验步骤对应的实验现象的编号和离子方程式）

实验内容	实验现象	离子方程式
1
2
3
4
5

（3）若用最高价氧化物的水化物的碱性相对强弱来验证Mg、Al失电子能力的强弱，请你设计实验（实验用品自选，不要求写化学方程式）：                                           。
（4）实验结论：                                                   ；

某学生做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
（1）实验目的：探究同一主族元素性质的递变规律。
（2）实验用品：药品：氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。
仪器：①__________；②__________。(请填写两件主要的玻璃仪器)
（3）实验内容：

序号	实验方案	实验现象
①	将少量氯水滴入盛有少量NaBr溶液的试管中，振荡；再滴入少量四氯化碳，振荡	加入氯水后，溶液由无色变为橙色，滴入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为橙红色
②	将少量溴水滴入盛有少量KI溶液的试管中，振荡；再滴入少量四氯化碳，振荡	加入溴水后，溶液由无色变为黄色，滴入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为紫色

（4）实验结论：____________________________________。
（5）问题和讨论：①请用结构理论简单说明得出上述结论的原因：                          。
②由于F₂过于活泼，很难设计一个简单的实验验证其氧化性强弱。试列举两项事实说明F的非金属性比Cl强：                        ；                         。

锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。已知：Sn的熔点为231℃；Sn²⁺易水解、易被氧化；SnCl₄极易水解、熔点为-33 ℃、沸点为114 ℃。请按要求回答下列相关问题：
（1）元素锡比同主族碳的周期数大3，锡的原子序数为_________。
（2）用于微电子器件生产的锡粉纯度测定：①取1.19 g试样溶于稀硫酸中（杂质不参与反应），使Sn完全转化为Sn²⁺；②加入过量的Fe₂(SO₄)₃；③用0.1000 mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定（产物中Cr呈+3价），消耗20.00 mL。步骤②中加入Fe₂(SO₄)₃的作用是___________；此锡粉样品中锡的质量分数_____________。
（3）用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO₄)的制备路线如下：

①步骤Ⅰ加入Sn粉的作用： ________________________________及调节溶液pH。
②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、_______________、______________。
③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式：____________________________________。
④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是______________________________，证明已洗净。
⑤步骤Ⅴ操作依次为_____________、____________、过滤、洗涤、低温干燥。
（4）SnCl₄蒸气遇氨及水汽呈浓烟状，因而可制作烟幕弹，其反应的化学方程式为__________________。
实验室欲用下图装置制备少量SnCl₄(夹持装置略)，该装置存在明显缺陷，改进方法是__________。
利用改进后的装置进行实验，当开始装置C中收集到有SnCl₄时即可熄灭B处酒精灯，反应仍可持续进行的理由是_____________________________________。

某同学做元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象（见下表，表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系）。

实验步骤	实验现象
①将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
②向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体．
④将镁条投入稀盐酸中	D．反应开始不十分剧烈；产生无色气体。
⑤将铝条投入稀盐酸中	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉锭。

请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验内容：（填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②③的化学方程式）

实验内容	①	②	③	④	⑤	⑥
实验现象（填A~F）

实验②                                                        ，
实验③                                                       ；
（2）实验结论：                                              。

(8分)实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。下面是某同学完成的探究实验报告的一部分：
实验名称：卤素单质的氧化性强弱比较

实验步骤	实验结论
①氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色	氧化性从强到弱的顺序：氯、溴、碘
②NaBr溶液＋氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色
③KI溶液＋氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色

实验药品：KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸
实验设计如下，请回答：
（1）完成该实验需用到的实验仪器是________、________。
（2）②中反应的化学方程式为________________。
③中反应的离子方程式为__________________。
（3）CCl₄在实验中所起的作用是________。
（4）该同学的实验设计不足之处是___________________，改进的办法是____________。

(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．验证同周期主族元素金属性和非金属性的变化规律
（1）将钠、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：
与盐酸反应最剧烈，     与盐酸反应产生的气体最多。Al与HCl反应的离子方程式为____        _
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现        现象，可证明Cl的非金属性比 S强，反应的离子方程式为                     。
Ⅱ．利用如图装置验证同主族元素非金属性的变化规律

（3）仪器B的名称为    ，干燥管D的作用为防止     。
（4）若要证明非金属性：Cl＞I，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中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液      的现象，即可证明。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。
（5）若要证明非金属性：C＞Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液观察到C中溶液        的现象              即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有             溶液的洗气瓶除去。

X、Y和W为原子序数依次递增的短周期元素，X和Y同主族，Y和W的氢化物具有相同的电子数。在中学范围内X的单质只有氧化性，且是空气的主要成份之一。
（1）写出实验室制取W₂反应的离子方程式                              。
（2）某小组设计如图所示的装置，分别研究YX₂和W₂的性质。

①分别通入YX₂和W₂，在装置A中观察到的现象是否相同     (填“相同”或“不相同”)；若装置D中装的是铁粉，当通入足量W₂时观察到的现象为                 ；若装置D中装的是五氧化二钒，当通入足量YX₂时，打开K通入适量X₂，化学反应方程式为                        ；
②若装置B中装有5．0mL 1．0×10^-3mol/L的碘水，当通入足量W₂完全反应后，转移了5．0×10^-5mol电子，该反应的化学方程式为                        。
（2）某同学将足量的YX₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，再向该试管中加入过量的下列溶液也无沉淀生成的是                (填字母)。

A．氨水

B．稀盐酸

C．稀硝酸

D．氯化钙

E．双氧水   
F．硝酸银

(10分)某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表：

实验方案	实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞	（a）浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	（b）产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应	（c）反应不十分强烈，产生无色气体
④镁带与2 mol·L^－1的盐酸反应	（d）剧烈反应，产生无色气体
⑤铝条与2 mol·L^－1的盐酸反应	（e）生成白色胶状沉淀，既而沉淀消失
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	（f）生成淡黄色沉淀

请你帮助该同学整理并完成实验报告：
（1）实验目的：____________________________________________________________。
（2）实验用品：仪器：试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管、滤纸
药品：镁带、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢溶液、2 mol·L^－1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl₃溶液
（3）实验内容：(填写题给信息表中的序号)

实验方案	实验现象(填写序号)
①
②
③
④
⑤
⑥

实验结论：__________________________________________________________。

．实验探究：为了研究同周期元素性质递变规律，某同学自己设计了一套实验方案，并动手记录实验步骤和现象如下：(表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)

实验步骤	实验现象
① 将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
②在盛有冷水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液，再将一小块金属钠放入其中	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将镁条投入稀盐酸中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将铝条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体。
⑤向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失

请你帮助该同学整理并完成实验报告：
（1）实验用品：试剂：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、AlC1₃溶液、NaOH溶液、酚酞溶液等。
实验所用到的玻璃仪器：①       、②      、③       以及胶头滴管、玻璃片等。
（2）实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②的化学方程式)

实验内容	①	②	③	④	⑤
实验现象（填A～F）	B

（3）此实验的结论：钠、镁、铝的金属性强弱                         。

(13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）将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：     与盐酸反应最剧烈；         与盐酸反应产生的气体最多。
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S 强，反应的离子方程式为      。
Ⅱ．利用下图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律

（3）仪器B的名称为       ，干燥管D的作用为                       。
（4）若要证明非金属性：Cl>I，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中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C          的现象，即可证明。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。
（5）若要证明非金属性：N>C>Si，则在A中加       、B中加碳酸钙、C中加      溶液观察到C中溶液________的现象，即可证明。但有的同学认为该装置有缺陷应怎样改进                    。

(14分)某化学小组设计如图装置完成一组实验：

（1）甲同学设计实验Ⅰ：查阅资料知，硅酸钠(Na₂SiO₃)溶液与较硅酸(H₂SiO₃)强的酸反应生成白色沉淀(H₂SiO₃)。A中装硝酸，B中装石灰石，C中装硅酸钠溶液。
①该实验目的：________________________________________
②预测实验现象：______________________________________
实验结论：____________________________________________
③乙同学分析甲同学设计的实验方案，认为该方案存在不足，请你分析乙同学的理由___________，提出修改建议：______________________________。
（2）丁同学设计方案Ⅲ：A中装硝酸，B中装石灰石，C中装漂白粉溶液，现象是C装置中产生白色沉淀。他得出酸性：HNO₃>H₂CO₃>HClO。由此得出结论：元素非金属性：N>C>Cl。你认为得出的“结论”是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是__________________________________。

动手实践：某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。

实验步骤	实验现象
①将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色
②向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将镁条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体
⑤将铝条投入稀盐酸中	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉锭

请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：研究              元素性质的递变规律
（2）实验用品：
试剂：金属钠，镁条，铝条，稀盐酸，新制氯水，新制Na₂S溶液，AlC1₃溶液，NaOH溶液，酚酞溶液等。
仪器：①          ，②          ，③          ，试管夹，镊子，小刀，玻璃片，砂纸，火柴等。
（3）实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②③的化学方程式)

实验内容	①	②	③	④	⑤	⑥
实验现象（填A—F）

实验步骤②涉及方程式              ，实验步骤③涉及方程式                      。
（4）实验结论：                                                          。