人教版高中化學必修第一冊第四章情境活動課課題4探究元素周期表和周期律應用課件

情境活動課課題4探究元素周期表和周期律應用第四章物質結構元素周期律通過探究元素周期表的結構、物質結構和元素性質的關系規(guī)律，培養(yǎng)學生“結構決定性質和性質反映結構”的宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)。周期表的結構及性質預測門捷列夫在研究元素周期表時，科學地預言了11種尚未發(fā)現的元素，為它們在周期表中留下空位。例如，他認為在鋁的下方有一個與鋁類似的元素“類鋁”，并預測了它的性質。1875年，法國化學家發(fā)現了這種元素，將它命名為鎵。鎵的性質與門捷列夫推測的一樣。門捷列夫還預測在硅和錫之間存在一種元素——“類硅”，后來該元素被德國化學家文克勒發(fā)現，為了紀念他的祖國，將其命名為“鍺”。1．在現在的元素周期表中，第ⅢB族有幾種元素？同周期中第ⅡA族與第ⅢA族的元素的原子序數之差為多少？同主族元素中五、六周期的原子序數差為多少？提示：32。1或11或25。18或32。2．鋁與鎵的金屬性誰強？鎵與鍺的最高價氧化物對應的水化物的堿性誰強？提示：鎵的金屬性強。鎵的最高價氧化物對應的水化物的堿性強。元素非金屬性的實驗探究探究同周期、同主族元素性質的遞變性?，F有下列試劑：稀鹽酸、稀硝酸(易揮發(fā))、稀硫酸、NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3、CaCO3、Na2SiO3溶液、Ca(ClO)2溶液。查閱資料：①較強酸與較弱酸的鹽反應生成較弱酸和較強酸的鹽。②H2SiO3是一種白色膠狀沉淀。1．為了探究C、N、Si的非金屬性強弱，現有如圖實驗裝置。(1)根據所給試劑，指出儀器a、b、c中分別是什么物質？(2)寫出裝置中發(fā)生反應的化學方程式。提示：(1)a為稀硝酸，b為CaCO3，c為Na2SiO3溶液。(2)CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O；CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。2．某同學提出1題中裝置設計不嚴密，指出不嚴密的地方，應如何改進？畫出裝置圖，并指明裝置中的試劑。提示：生成的CO2氣體中含有酸性物質HNO3，干擾H2CO3與H2SiO3的酸性比較。中間應加一個吸收HNO3蒸氣的裝置。利用“類比法”推測物質的結構與性質元素周期律和元素周期表在日常生活中有廣泛應用，具有重要的指導意義，特別是利用元素“位—構—性”的關系可預測很多未知物質的性質，為探索未知物的性質提供好的工具。提示：根據同主族元素性質具有相似性，形成的化合物的結構類似，NH4Cl屬于離子化合物，故PH4I屬于離子化合物。含有離子鍵和共價鍵，PH4I的電子式為

。1．已知NH4Cl是離子化合物，含有離子鍵和共價鍵。請推測PH4I的化合物類型，并指出其中含有的化學鍵，寫出其電子式。2．鐳元素位于周期表中第七周期第ⅡA族，其單質能與水反應嗎？若能寫出化學方程式。提示：能。Ra＋2H2O===Ra(OH)2＋H2↑。1．門捷列夫在研究周期表時預言了包括“類鋁”、“類硅”在內的11種元素。(1)“類鋁”在門捷列夫預言4年后，被布瓦博德朗在一種礦石中發(fā)現，命名為鎵(Ga)。①鎵與鋁同主族，且位于鋁的下一周期，則鎵的原子結構示意圖為________________。

NaOH溶液稀硫酸(或鹽酸)分別向氫氧化鎂和氫氧化鋁中滴加稀鹽酸和氫氧化鈉溶液，當滴加稀鹽酸時，兩種沉淀都溶解，當滴加氫氧化鈉溶液時，氫氧化鎂不溶解，氫氧化鋁溶解(2)門捷列夫預言的“類硅”，多年后被德國化學家文克勒發(fā)現，命名為鍺(Ge)。①硅和鍺單質分別與H2反應時，反應較難進行的是________(填“硅”或“鍺”)。②根據鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線附近，預測鍺單質的一種用途是________________。鍺作半導體材料(3)某同學查找Ge、Sn、Pb三種元素在周期表的位置如圖所示：

Ge、Sn、Pb的＋4價氫氧化物堿性強弱順序為_______________________________(用化學式表示)。周期ⅣA4Ge5Sn6Pb

[解析]

(1)①元素Ga位于Al的下一周期，位于第四周期第ⅢA族，原子結構示意圖為

；②GaCl3溶液與NaOH溶液反應生成Ga(OH)3，再利用Ga(OH)3是否溶于強酸、強堿判斷其是否是兩性氫氧化物，故需要的試劑還有：NaOH溶液、稀硫酸(或鹽酸)；③分別向氫氧化鎂和氫氧化鋁中滴加稀鹽酸和氫氧化鈉溶液，當滴加稀鹽酸時，兩種沉淀都溶解，當滴加氫氧化鈉溶液時，氫氧化鎂不溶解，氫氧化鋁溶解，由此證明氫氧化鎂的堿性強于氫氧化鋁。

2．部分短周期主族元素的原子半徑和主要化合價的關系如圖所示，其中E、G、T位于同一周期。回答下列問題：(1)B位于第________周期第________族。(2)FDB的電子式為_____________；T的原子結構示意圖為________。(3)設計簡單實驗證明D的非金屬性比C的強：__________________________________________________________________________________。(4)A和D的簡單氫化物相遇產生“白煙”，其生成物的化學式是________。二ⅥA向Na2S溶液中通入Cl2，溶液變渾濁NH4Cl(5)在上述元素的最高價氧化物對應的水化物中，酸性最強的是________(填化學式，下同)，堿性最強的是________；上述非金屬元素的簡單氫化物中，沸點最高的是________，還原性最強的是__________。(6)G、D的最高價氧化物對應的水化物之間發(fā)生反應的化學方程式為_________________________________________________。HClO4NaOHH2OSiH4Al(OH)3＋3HClO4===Al(ClO4)3＋3H2O[解析]

根據元素的原子半徑大小關系及元素的主要化合價，可推知：A是氮元素，B是氧元素，C是硫元素，D是氯元素，E是鈉元素，F是氫元素，G是鋁元素，T是硅元素，然后根據元素周期律及物質的性質分析解答。(1)B是氧元素，位于元素周期表第二周期第ⅥA族。(2)FDB表示的物質是HClO，該物質是由分子構成，在HClO分子中O原子分別與H、Cl原子各形成1對共用電子對，使分子中各個原子都達到最外層2個或8個電子的穩(wěn)定結構，其電子式為

；T是硅元素，原子核外電子排布是2、8、4，所以Si原子結構示意圖為

。(3)C是硫元素，D是氯元素，二者是同一周期元素，元素的非金屬性越強，其單質的氧化性就越強，活動性強的可以把活動性弱的從化合物中置換出來，向Na2S溶液中通入Cl2，溶液變渾濁，發(fā)生反應：Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，由此可證明元素的非金屬性：Cl＞S。(4)A是氮元素，D是氯元素，二者的氫化物NH3、HCl在空氣中相遇，會發(fā)生反應：NH3＋HCl===NH4Cl，NH4Cl是白色固體，因此會產生白煙現象。(5)在上述元素的最高價氧化物對應的水化物中，酸性最強的是高氯酸，其化學式是HClO4；堿性最強的是氫氧化鈉，其化學式是NaOH；上述非金屬元素的簡單氫化物中，H2O呈液態(tài)，其余氫化物都是氣態(tài)，故沸點最高的氫化物是H2O；元素的非金屬性越強，其簡單氫化物穩(wěn)定性就越強，該物質的還原性就越弱；元素的非金屬性越弱，形成的簡單氫化物的穩(wěn)定性就越弱，該物質的還原性就越強。在上述非金屬元素中，非金屬性最