2022-2023学年人教版2019高中化学必修1 第四章　物质结构　元素周期律 实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变（学案+跟踪练 word版含解析）

实验活动3　同周期、同主族元素性质的递变
【实验目的】
1．加深对同周期、同主族元素性质递变规律的认识。
2．体会元素周期表和元素周期律在学习元素化合物知识中的重要作用。
【实验仪器】
试管、试管夹、试管架、量筒、胶头滴管、酒精灯、白色点滴板、镊子、砂纸、火柴。
【实验药品】
镁条、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1 mol·L－1 NaOH溶液、酚酞溶液。
【实验步骤】
1．同主族元素性质的递变
(1)在点滴板的3个孔穴中分别滴入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，观察到的现象是滴入浅黄绿色的氯水后，NaBr溶液变橙色，NaI溶液变褐色。
化学方程式：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2。
(2)在点滴板的两个孔穴中分别滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水，观察到的现象是NaI溶液变褐色。
化学方程式：2NaI＋Br2===2NaBr＋I2。
结论：卤素单质的氧化性：Cl2>Br2>I2。卤族元素的非金属性：Cl>Br>I。
2．同周期元素性质的递变
(1)钠、镁与水的反应
①向盛有冷水的烧杯中加入一块绿豆粒大小的钠块，向盛有冷水的试管中加入一小块已用砂纸打磨好的镁条，并分别向烧杯和试管中滴入3滴酚酞溶液，观察到烧杯中钠浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出响声，溶液变红色，试管内镁条表面产生少量气泡，镁条周围溶液变为浅红色。
化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑。
②向一支试管中加入少量冷水，并加入一小块已用砂纸打磨好的镁条，用酒精灯加热至沸腾，滴入3滴酚酞溶液，观察到的现象是有较多的无色气泡冒出，溶液变为浅红色。
结论：与水反应的剧烈程度：Na>Mg，金属性：Na>Mg。镁与热水反应比与冷水反应快。
(2)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较
①向一支试管中加入少量MgCl2溶液，然后逐滴滴加1 mol·L－1 NaOH溶液直至过量，观察到的现象是产生白色沉淀。
化学方程式：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl。
②向另一支试管中加入少量AlCl3溶液，然后逐滴滴加1 mol·L－1 NaOH溶液直至过量，观察的现象是先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解。
化学方程式：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。
结论：Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；Al(OH)3溶于NaOH溶液，显两性。
碱性：Mg(OH)2>Al(OH)3；金属性：Mg>Al。
综合以上实验可得出：同一主族元素，从上到下，随着原子序数的增加，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。 同一周期元素，从左至右，随着原子序数的增加，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
【问题和讨论】
1．实验中所用氯水为什么要用新制的？
提示　氯水中存在反应：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，氯水久置，HClO会发生分解，会使更多的Cl2与水反应，最终久置的氯水会变为稀盐酸，没有氯气分子。
2．通过本实验活动，你对原子结构与元素性质的关系及元素周期律(表)有什么新的认识？
提示　结构决定性质，同周期或同主族元素的原子半径呈现周期性变化，故元素的性质也呈现周期性变化。
3．为了比较氯元素与碳元素的非金属性强弱，可否用盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，得出非金属性氯大于碳？原因是什么？
提示　否，比较非金属性强弱应该比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，而盐酸是HCl的水溶液，不是氯元素的最高价氧化物对应水化物的水溶液。
1．下列各组比较不正确的是(　　)
A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．还原性：K>Na>Li，故钾可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C．熔、沸点：Li>Na>K
D．碱性：LiOH答案　B
2．(2022·山东广饶一中高一阶段练习)根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是(　　)
A．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C．S2－、Cl－、K＋、Ca2＋半径逐渐增大
D.Cl与Cl得电子能力相同
答案　D
解析　同主族元素最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱，A项错误；核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同，如Cl－、S2－的还原性不同，B项错误；电子层数相同的离子的离子半径，原子序数小的半径大，则S2－、Cl－、K＋、Ca2＋半径逐渐减小，C项错误；Cl与Cl核外电子排布相同，所以得电子能力相同，D项正确。
3．中学化学中很多“规律”都可以类推，下列根据有关“规律”推出的结论正确的是(　　)
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．浓硫酸可以干燥HCl气体，故也可用浓硫酸干燥HI气体
C．硅是半导体材料，故同族的锗也是半导体材料
D．卤素单质随核电荷数的增加熔点升高，故碱金属单质的熔点也随核电荷数的增加而升高
答案　C
4．已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末，难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某化学实验小组设计了如下实验，请回答下列问题：
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是________，烧瓶中加入的试剂是________，发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________。
(2)虚线框内是一个装有未知试剂的广口瓶，该试剂是 __________________，该装置的作用是____________________________________________________________________________。
(3)装置B中盛放的试剂是________(填字母)，实验现象为________________，发生反应的离子化学方程式是_______________________________________________________________。
A．Na2S溶液 B．Na2SO3溶液　C．Na2SO4溶液
(4)已知：①硫酸比次氯酸稳定；②高氯酸比硫酸酸性强；③S2－比Cl－易被氧化；④HCl比H2S稳定；⑤铜与盐酸不反应，但能与浓硫酸反应；⑥铁与氯气加热生成三氯化铁，铁与硫加热生成硫化亚铁。可说明氯比硫非金属性强的是________(填字母)。
A．全部 B．②③④⑥
C．①②④⑤⑥ D．除①以外
(5)装置C中盛放烧碱溶液，目的是吸收反应后剩余的气体，防止污染空气。在该反应中，Cl元素的化合价既有升高又有降低，且生成物中ClO－和ClO的物质的量浓度之比为5∶1，请写出该反应的离子方程式：______________________________________________________。
答案　(1)浓盐酸　MnO2　MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)饱和食盐水　除去Cl2中的HCl
(3)A　有淡黄色沉淀生成　Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－
(4)B
(5)8Cl2＋16OH－===10Cl－＋5ClO－＋ClO＋8H2O