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

I.磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
（1）磷元素的原子结构示意图是       。
（2）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500°C生成白磷，反应为：
2Ca₃（PO₄）₂+6SiO₂==6CaSiO₃+P₄O₁₀   ,   10C+P₄O₁₀==P₄+10CO
每生成 1molP₄时，就有       mol电子发生转移。
（3）硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）是常用的还原剂。在维生素C（化学式C₆Ｈ₈Ｏ₆）的水溶液中加入过量I₂溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I₂　用Na₂S₂O₃溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为：
C₆H₈O₆+I₂===C₆H₆O₆+2H⁺+2I^-     2S₂O₃^2-+I₂===S₄O₆^2-+2I^-
在一定体积的某维生素C溶液中加入amolL^-1I₂溶液V₁ml,充分反应后，用Na₂S₂O₃溶液滴定剩余的I₂,消耗bmolL^-1 Na₂S₂O₃溶液V₂ml.该溶液中维生素C的物质量是       mol。
（4）在酸性溶液中，碘酸钠(KIO₃)和亚硫酸钠可发生如下反映：
2IO₃^-+5SO₃^2-+2H⁺==I₂+5SO₄²⁺+H₂O
生成的碘可以用淀粉液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示：

	0.01mol·L^－^1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL	0.01mol·L^－^1Na2SO3溶液的体积/mL	H2O的体积/mL	实验温度/℃	溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1	5	V1	35	25
实验2	5	5	40	25
实验3	5	5	V2	0

该实验的目的是______；表中V₂=_________mL.
II稀土元素是宝贵的战略资源，我国的蕴藏量居世界首位。
（5）在某强酸性混合稀土溶液中加入H₂O₂，调节pH ≈3. Ce³⁺通过下列反应形成Ce(OH)₄沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：
□Ce³⁺+□H₂O₂+□H₂O=====□Ce(OH)₄↓+□          

某化学兴趣小组的同学设计了一套实验方案探究元素周期表中元素性质的变化规律：1、同一周期内从左到右元素金属性的递变规律；
2、同一主族内从上到下元素非金属性的递变规律。

实验方法（Ⅰ）	实验现象（Ⅱ）
1．钠与冷水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞。	A．产生白烟
2．向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	B．反应不十分剧烈，产生的气体能燃烧，溶液变成浅红色。与酸反应剧烈，产生大量气泡且可以燃烧
3．镁带用砂纸打磨后在空气中燃烧	C．产生大量气泡、气体可以燃烧
4．NaI溶液中加入溴水和CCl4	D．下层溶液变橙色
5．镁带用砂纸打磨后与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞。镁带用砂纸打磨后与2mol/L盐酸反应。	E．浮于水面，熔成小球，迅速向四处游动，溶液变成红色
6．蘸浓氨水与浓盐酸的两玻璃棒接近	F．下层溶液变紫色
7．NaBr溶液中加入氯水和CCl4	G．发出耀眼的强光，生成白色物质
8．铝片用砂纸打磨后与2mol/L盐酸反应	H．生成淡黄色沉淀

回答下列问题：
(1) 从上表（Ⅰ）中选择实验方法，从（Ⅱ）中选择相应的实验现象，上下对应地填写符合要求的答案在空格中（有几个填几个，不一定把空格填满）。

	探究同一周期从左到右元素金属性的递变规律	探究同一主族内从上到下元素非金属性的递变规律
Ⅰ
Ⅱ

（2）实验结论（用元素符号表示具体的强弱顺序）：
元素的金属性：                     ，元素的非金属性：               。
（3）上表（Ⅰ）中实验方法8反应的离子方程式                                   
（4）上表（Ⅱ）中实验现象D反应的离子方程式                                              

（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___________。

某研究性学习小组设计了如下二组实验:
（I）实验验证元素周期律中, 非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强。设计了如下图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。

设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，常温下可与铜反应；B是块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。
(1)写出所选用物质的化学式：
A：              ，B：              ，C：              。
(2)写出烧杯中发生反应的离子方程式：                               。
(Ⅱ )为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
（1）图一可通过观察                                                         
定性比较得出结论。有同学提出将CuSO₄改为CuCl₂更为合理，其理由是             ，或者将FeCl₃溶液改成物质的量浓度为              mol/L的Fe₂(SO₄)₃溶液。

（2）检查图二装置气密性的方法是                                          ;
图二所示实验中需测量的数据是                                       。

某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。

实验操作步骤：
Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。
Ⅱ.A中看到白色沉淀时，…，关闭活塞a。
请回答：
（1）B中反应的离子方程式是__               ____。
（2）通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是________（填字母）。

A．挥发性

B．还原性

C．氧化性

D．酸性

（3）C装置的作用是________，X是________（写化学式）。
（4）为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是______          __，
D中反应的化学方程式是_____                     ___。
（5）碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是________（从原子结构角度加以解释）。

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。请你帮助该同学整理并完成实验报告:

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，熔成小球，在水面上游动，随之消失，溶液变红
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，溶液变为浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应	（C）反应不十分强烈，产生的气体可在空气中燃烧
④镁带与2mol/L盐酸反应	（D）剧烈反应，产生可燃气体
⑤铝条与2mol/L盐酸反应	（E）生成白色胶状沉淀，后来沉淀消失
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	（F）生成淡黄色沉淀

（1）实验目的：研究同周期元素性质递变规律
（2）实验用品：
仪器: ①________②________③________④试管夹⑤镊子⑥小刀⑦玻璃片⑧砂纸等；
药品：钠、镁带、铝条、2mol/L的盐酸、新制的氯水、饱和的H₂S溶液、AlCl₃溶液、NaOH溶液等。
（3）实验内容：(填写与实验方案相对应的实验现象) 
①______②______③______④______⑤______⑥______(用A-F表示) 
（4）实验结论：
金属性: ________________  非金属性:  ________________
（5）写出⑥的离子方程式：_________________________________。

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____________________________________。

I.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,产生的气体可以在空气中燃烧
④镁带与2 mol·L^－^1的盐酸反应	(D)剧烈反应,产生可燃性气体
⑤铝条与2 mol·L^－^1的盐酸反应	(E) 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：探究同周期元素的金属性和非金属性的递变规律。
(2)实验用品：
仪器：①试管 ②酒精灯 ③胶头滴管 ④试管夹⑤镊子⑥小刀⑦玻璃片⑧砂纸 ⑨烧杯等。
药品：钠、镁带、铝条、2 mol·L^－1的盐酸、新制的氯水、饱和的H₂S溶液等。
(3)实验内容：（填写与实验方案相对应的实验现象）
①        ②        ③        ④        ⑤        （用A-E表示）
写出③的离子方程式                                     。
(4)实验结论：                                        。
II. 实验室利用如图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少一种玻璃仪器是                      。
（2）做1次完整的中和热测定实验，温度计需使用                  次。
（3）某同学为了省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度，你是否同意该同学的观点，为什么？                                    

某研究性学习小组设计了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1中试剂A为_________；试剂C为_________（填序号）。
①稀HNO₃溶液②稀盐酸③碳酸钙④Na₂SiO₃溶液⑤SiO_{2 i}
写出烧瓶中发生反应的离子方程式____________________。
写出试管C中发生反应的离子方程式___________________________。
由此判断，元素N、C、Si 非金属性由弱到强的顺序为___________。
(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        ___       。

根据要求完成下列实验过程(a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去)。

（1）验证SO₂的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①连接仪器、_______________、加药品后，打开a、关闭b，然后滴入浓硫酸。
②装置A中发生的化学方程式是_______________。
③验证SO₂的氧化性的实验现象是_______________。
④BaCl₂溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。写出其中SO₂显示还原性生成沉淀的离子方程式：_________。

（2）验证碳、硅非金属性的相对强弱。
①在（1）①操作后打开b，关闭a。
②NaHCO₃饱和溶液中发生的离子反应方程式为_______________。
③实验过程中，C中出现白色沉淀。甲同学认为不能由此说明碳的非金属性比硅强，需增加一个实验装置才能获得可靠实验结论，其改进方法为_______________。

某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学设计了如图1装置，根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，可以一次性完成碳族元素中C与Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、蘸有碱液的棉花。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。

(1)甲同学设计实验的理论依据是_____________________________________；
写出选用试剂分别为：A____________，B__________，C____________；
其中装置B中所盛试剂的作用为_____________________________________；
C中反应的离子方程式为____________________________________________；
(2)乙同学的实验理论依据是______________________________________；
写出A处的离子方程式： ___________________________________________；
B处的现象                     ，C处药品的作用                    。

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，再向反应液中滴加酚酞	A.浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变成红色
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	B.产生大量气体，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.反应不十分剧烈，产生的气体可以在空气中燃烧
④镁带与2mol·L^-1的盐酸反应	D.剧烈反应，产生的气体可以在空气中燃烧
⑤铝条与2mol·L^-1的盐酸反应	E.生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液	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)实验仪器： _________________________；
(3)实验内容：请将实验方案与实验现象一一对应(*填写题给信息表中的序号)，写出化学方程式

实验方案*	实验现象*	有关化学方程式

 (4)实验结论：_______________________________。
(5)请用结构理论简单说明具有上述结论的原因。
(6)请你补充一组事实，说明此周期中另外两种元素的性质递变规律。

钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中的位置为                      。
（2）写出TiO²⁺水解的离子方程式：                                         。
加入过量铁粉的作用是：①                  ；②                      。
（3）操作 Ⅰ的实验步骤为：___________________，过滤。
（4）副产品主要成分的化学式为                 。
（5）写出TiO₂转化成TiCl₄的化学方程式：                                  。

(共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

请回答：
（1）完成该实验需用到的实验仪器是                。
（2）CCl₄在实验中所起的作用是               。
（3）该同学的实验设计不足之是                                           ，
改进的办是                                                           。

(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____________。