2024年高中化學(xué)新教材同步 必修第一冊 第4章　第3節(jié)　實驗活動3　同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變

實驗活動3同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變【實驗?zāi)康摹?．加深對同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的認識。2．體會元素周期表和元素周期律在學(xué)習(xí)元素化合物知識中的重要作用。【實驗儀器】試管、試管夾、試管架、量筒、膠頭滴管、酒精燈、白色點滴板、鑷子、砂紙、火柴?！緦嶒炈幤贰挎V條、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1mol·L－1NaOH溶液、酚酞溶液?！緦嶒灢襟E】1．同主族元素性質(zhì)的遞變(1)在點滴板的3個孔穴中分別滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液和新制的氯水，然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制的氯水，觀察到的現(xiàn)象是滴入淺黃綠色的氯水后，NaBr溶液變橙黃色，NaI溶液變棕褐色?；瘜W(xué)方程式：2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2，2NaI＋Cl2=2NaCl＋I2。(2)在點滴板的兩個孔穴中分別滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水，觀察到的現(xiàn)象是NaI溶液變褐色。化學(xué)方程式：2NaI＋Br2=2NaBr＋I2。結(jié)論：鹵素單質(zhì)的氧化性：Cl2>Br2>I2。鹵族元素的非金屬性：Cl>Br>I。2．同周期元素性質(zhì)的遞變(1)鈉、鎂與水的反應(yīng)①向盛有冷水的燒杯中加入一塊綠豆粒大小的鈉塊，向盛有冷水的試管中加入一小塊已用砂紙打磨好的鎂條，并分別向燒杯和試管中滴入3滴酚酞溶液，觀察到燒杯中鈉浮在水面上，熔成小球，四處游動，發(fā)出響聲，溶液變紅色，試管內(nèi)鎂條表面產(chǎn)生少量氣泡，鎂條周圍溶液變?yōu)闇\紅色?；瘜W(xué)方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑。②向一支試管中加入少量冷水，并加入一小塊已用砂紙打磨好的鎂條，用酒精燈加熱至沸騰，滴入3滴酚酞溶液，觀察到的現(xiàn)象是有較多的無色氣泡冒出，溶液變?yōu)闇\紅色。結(jié)論：與水反應(yīng)的劇烈程度：Na>Mg，金屬性：Na>Mg。鎂與熱水反應(yīng)比與冷水反應(yīng)快。(2)Mg(OH)2、Al(OH)3的堿性強弱比較①向一支試管中加入少量MgCl2溶液，然后逐滴滴加1mol·L－1NaOH溶液直至過量，觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀?；瘜W(xué)方程式：MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl。②向另一支試管中加入少量AlCl3溶液，然后逐滴滴加1mol·L－1NaOH溶液直至過量，觀察到的現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀，后白色沉淀溶解?；瘜W(xué)方程式：AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH=Na[Al(OH)4]。結(jié)論：Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；Al(OH)3溶于NaOH溶液，顯兩性。堿性：Mg(OH)2>Al(OH)3；金屬性：Mg>Al。綜合以上實驗可得出：同一主族元素，從上到下，隨著原子序數(shù)的增加，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強。同一周期元素，從左至右，隨著原子序數(shù)的增加，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強?！締栴}和討論】1．實驗中所用氯水為什么要用新制的？提示氯水中存在反應(yīng)：Cl2＋H2OHCl＋HClO，氯水久置，HClO會發(fā)生分解，會使更多的Cl2與水反應(yīng)，最終久置的氯水會變?yōu)橄←}酸，沒有氯氣分子。2．通過本實驗活動，你對原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系及元素周期律(表)有什么新的認識？提示結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，同周期或同主族元素的原子半徑呈現(xiàn)周期性變化，故元素的性質(zhì)也呈現(xiàn)周期性變化。3．為了比較氯元素與碳元素的非金屬性強弱，可否用鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，得出非金屬性氯大于碳？原因是什么？提示否，比較非金屬性強弱應(yīng)該比較最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強弱，而鹽酸是HCl的水溶液，不是氯元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的水溶液。4．把一小塊鈉投入到氯化鎂溶液中，鈉并不能置換出鎂，能否說明鈉元素的金屬性不如鎂？提示鈉投入到氯化鎂溶液中，首先和水反應(yīng)生成NaOH和H2，生成的NaOH和MgCl2反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，不能說明Na的金屬性不如Mg。1．(2023·廣州質(zhì)檢)根據(jù)原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的知識，下列推斷正確的是()A．同主族元素含氧酸的酸性隨核電荷數(shù)的增加而減弱B．核外電子排布相同的微?；瘜W(xué)性質(zhì)也相同C．S2－、Cl－、K＋、Ca2＋半徑逐漸增大D.eq\o\al(35,17)Cl與eq\o\al(37,17)Cl得電子能力相同答案D解析同主族元素最高價含氧酸的酸性隨核電荷數(shù)的增加而減弱，A項錯誤；核外電子排布相同的微?；瘜W(xué)性質(zhì)不一定相同，如Cl－、S2－的還原性不同，B項錯誤；電子層數(shù)相同的離子的離子半徑，原子序數(shù)小的半徑大，則S2－、Cl－、K＋、Ca2＋半徑逐漸減小，C項錯誤；eq\o\al(35,17)Cl與eq\o\al(37,17)Cl核外電子排布相同，所以得電子能力相同，D項正確。2．將甲、乙兩種金屬的性質(zhì)相比較，已知：①甲與H2O反應(yīng)比乙與H2O反應(yīng)劇烈；②單質(zhì)甲能從乙的鹽溶液中置換出單質(zhì)乙；③甲的最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性比乙的最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性強；④與某非金屬反應(yīng)時甲原子失電子數(shù)目比乙原子失電子數(shù)目多；⑤甲單質(zhì)的熔、沸點比乙的低；⑥高價陽離子氧化性甲比乙弱。能說明甲的金屬性比乙強的是()A．①④ B．①②③⑥C．③⑤ D．①②③④⑤答案B解析元素的金屬性越強，其與水反應(yīng)越劇烈，甲與H2O反應(yīng)比乙與H2O反應(yīng)劇烈，說明甲的金屬性強于乙，故①正確；較活潑金屬能置換出較不活潑金屬，單質(zhì)甲能從乙的鹽溶液中置換出單質(zhì)乙，說明甲的還原性強于乙，則金屬性甲強于乙，故②正確；元素的金屬性越強，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性越強，最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性甲比乙強，說明甲的金屬性強于乙，故③正確；金屬性強弱與失電子難易程度有關(guān)，與失電子多少無關(guān)，與單質(zhì)的熔、沸點高低無關(guān)，故④、⑤錯誤；元素的金屬性越強，高價陽離子的氧化性越弱，高價陽離子氧化性甲比乙弱，說明金屬性甲比乙強，故⑥正確。3．中學(xué)化學(xué)中很多“規(guī)律”都可以類推，下列根據(jù)有關(guān)“規(guī)律”推出的結(jié)論正確的是()A．Na在空氣中燃燒會生成Na2O2，故Li在空氣中燃燒也會生成Li2O2B．濃硫酸可以干燥HCl氣體，故也可用濃硫酸干燥HI氣體C．硅是半導(dǎo)體材料，故同族的鍺也是半導(dǎo)體材料D．鹵素單質(zhì)隨核電荷數(shù)的增加熔點升高，故堿金屬單質(zhì)的熔點也隨核電荷數(shù)的增加而升高答案C4．(2022·濟南月考)某化學(xué)課外活動小組為了驗證元素化學(xué)性質(zhì)的遞變規(guī)律，進行如下實驗探究。Ⅰ.探究1：驗證同周期X、Y、Z三種元素金屬性遞變規(guī)律實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象各取1.0g金屬X和金屬Z，分別加入到5mL水中金屬X與水反應(yīng)比金屬Z劇烈各取1.0g的金屬Z和金屬Y(形狀相同)，分別加入到5mL1.0mol·L－1鹽酸中金屬Z與鹽酸反應(yīng)比金屬Y劇烈通過實驗驗證三種元素金屬性由強到弱的順序是____，則下列判斷正確的是______(填字母)。A．原子序數(shù)：Y＞Z＞XB．原子的最外層電子數(shù)：X＞Y＞ZC．原子半徑：Y＞Z＞XD．Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最強Ⅱ.探究2：驗證氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強，設(shè)計如下實驗：(1)裝置A中盛放的試劑是______(填字母)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。A．Na2SO3溶液B．Na2S溶液C．Na2SO4溶液(2)下列不能用于驗證氯元素比硫元素非金屬性強的依據(jù)為______(填字母)。A．HCl比H2S穩(wěn)定B．HClO氧化性比H2SO4強C．HClO4酸性比H2SO4強D．鐵與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，而硫與鐵反應(yīng)生成FeS(3)若要驗證非金屬性：Cl＞I，裝置A中加入淀粉碘化鉀混合溶液，觀察到裝置A中溶液______的現(xiàn)象，即可證明。用原子結(jié)構(gòu)理論解釋非金屬性Cl＞I的原因：同主族元素從上到下，________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案Ⅰ.X＞Z＞YAⅡ.(1)BCl2＋Na2S=2NaCl＋S↓(2)B(3)變藍原子半徑遞增，得電子能力遞減解析Ⅰ.金屬X與水反應(yīng)比金屬Z劇烈，說明X的金屬性強于Z；金屬Z與鹽酸反應(yīng)比金屬Y劇烈，可說明金屬性Z強于Y，則金屬性：X＞Z＞Y。同周期元素從左到右，元素的金屬性逐漸減弱，則原子序數(shù)：Y＞Z＞X，故A正確；原子序數(shù)：Y＞Z＞X，則原子的最外層電子數(shù)：Y＞Z＞X，故B錯誤；同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，則原子半徑：X＞Z＞Y，故C錯誤；金屬性：X＞Z＞Y，則X的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最強，故D錯誤。Ⅱ.(1)裝置A中盛放的試劑是Na2S溶液，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋Na2S=2NaCl＋S↓，可證明Cl的非金屬性比S強。(2)HCl比H2S穩(wěn)定，可說明Cl的非金屬性強，故A正確；比較非金屬性，應(yīng)根據(jù)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性，不能根據(jù)氧化性強弱比較，故B錯誤；HC