第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
专题1（实验活动3） 同周期、同主族元素性质的递变
【学习目标】1.通过重点知识回顾，结合实验探究，加深对同周期、同主族元素性质递变规律的认识。 2.通过典型问题讨论，核心知识深度理解及应用，进一步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。
3.通过讨论交流，强化概念的理解，培养运用比较、归纳等方法对信息进行加工及数据处理的能力，促进证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等学科核心素养的形成。
【学习重点】实验探究同周期、同主族元素性质的递变
【学习难点】同周期、同主族元素性质的递变原因分析
【课前预习】
旧知回顾：1.元素周期表中同周期主族元素从左至右，随原子序数增加，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的吸引力逐渐 ，失电子能力逐渐 ，得电子能力逐渐 ，元素金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。
2.同周期主族元素（除稀有气体外），随原子序数的增加，原子半径逐渐 ；同主族元素的原子半径，随原子序数的增加，原子半径逐渐 ，元素金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。
新知预习：1.金属 （填“有”或“无”，下同）负化合价，非金属既 正化合价又 负化合价，氟 正价，氧 最高正价；非金属的负化合价一般只有 种，但正化合价可能有 种；原子序数为11～17的元素的最高化合价和最低化合价的变化规律是 、最高化合价和最低化合价的数值与原子核外最外层电子数的关系是
。
2.电子层数越多，最外层电子数越少，金属性越 ；金属活动性顺序表中越靠前的金属性越 ；单质与水或酸反应置换出氢越容易，金属性越 ；如金属性 Na＞Mg ，最高价氧化物对应的水化物的碱性越 。如金属性Na Mg，则碱性 。
【课中探究】
情景导入：前面通过我们对最典型的金属元素（碱金属）、最典型的非金属元素（卤族元素）的学习可知：同一主族元素，随着元素原子序数的递增，原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱，元素的金属性逐渐增强，而非金属性逐渐减弱，同一周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，且呈周期性变化，本节课我们将在了解同周期、同主族元素性质的递变规律的基础上，进一步认识和理解同周期、同主族元素性质的递变性，并通过实验来进行验证。
一、重点知识回顾与突破
活动一、同周期、同主族元素性质的递变
任务一、讨论交流：同主族元素性质有哪些变化规律？并填写下表内容：
项目 同周期（左→右） 同主族（上→下）
原子结构 核电荷数
电子层数
原子半径
离子半径
性质 化合价
元素的金属性和非金属性
离子的氧化性、还原性
气态氢化物稳定性
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
任务二、方法探究：根据结构决定性质，性质反映结构的思想，思考推测元素在周期表中的位置有哪些重要方法？
【对应训练】1.能用于比较硫、氯两种元素非金属性强弱的是（ ）
A．熔点：S＞Cl2 B．酸性：HClO4＞H2SO4
C．相对原子质量：Cl＞S D．氧化性：HClO＞H2SO3
2．下列说法不正确的是（ ）
A．ⅠA族元素的金属性一定比ⅡA族元素的金属性强
B．锗和硅都可用作半导体材料
C．同周期主族元素（除零族元素）的原子半径从左到右逐渐减小
D．1mol气态氢化物断键所需能量由大到小：HF＞HCl＞HBr＞HI
活动二、探究元素“位、构、性”之间的关系
任务一、结合所学知识，思考判断元素金属性、非金属性强弱的方法有哪些？
【注意】
任务二、讨论交流：元素的“位置、结构、性质”之间有何关系及其应用
【注意】
【对应训练】1.下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是（ ）
A．非金属性：Cl＞S B．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3
C．酸性：HNO3>H2CO3 D．金属性：K>Na>Li
2．短周期的主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如表所示，下列有关说法正确的是（ ）
X
Y Z W
A．X的简单氢化物有可能与Z、W的氢化物反应
B．Y的单质、氧化物均只能与强碱反应，不能与酸反应
C．Z的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸
D．X、Y、Z、W四种元素中可能有两种为金属元素
二、实验探究同周期、同主族元素性质的递变
【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－1NaOH溶液、酚酞溶液。
活动一、实验探究同主族元素性质的递变性
任务一：按照下面实验步骤完成相关实验，观察实验现象，思考实验原理是什么？
步骤：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。
任务二：按照下面实验步骤完成相关实验，观察实验现象，分析实验原理，由此可以得到什么结论？
步骤：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。
【结论】
【对应训练】1．根据元素周期律分析，下列推断正确的是
A．砹(At)是第ⅥA族元素，砹化银是可溶于水的白色沉淀
B．由HClO4可类推出氟元素也存在HFO4
C．硒是第ⅥA族元素，硒化氢是无色、有毒、比硫化氢稳定的气体
D．在氧气中燃烧，钾的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
2.应用元素周期律可预测我们不知道的一些元素及其化合物的性质，下列预测正确的是（ ）
①Be的氧化物的水化物可能具有两性
②Tl能与盐酸和NaOH溶液反应均产生氢气
③At单质为有色固体，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
④Li在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O2，其溶液是一种强碱
⑤SrSO4可能是难溶于水的白色固体
⑥H2Se无色，有毒，比H2S稳定
A．①②③④ B．②④⑥ C．①③⑤ D．②④⑤
活动二、实验探究同周期元素性质的递变性
任务一：按照下面实验步骤完成钠、镁分别与水反应的实验，观察实验现象，分析实验原理，由此可以得到什么结论？
步骤①：向盛有冷水的烧杯中加入一块绿豆粒大小的钠块，用砂纸打磨掉镁条表面的氧化物，向盛有冷水的试管中加入一小块已用砂纸打磨好的镁条，并分别滴入3滴酚酞溶液，观察现象。
步骤②：向一支试管加入少量冷水，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，然后观察现象。
【结论】
任务二：按照下面实验步骤完成可溶性镁盐和可溶性铝盐分别与NaOH溶液反应的实验，观察实验现象，分析实验原理，由此可以得到什么结论？
步骤①：向两支试管中分别加入少量MgCl2溶液，分别加入足量稀氨水，然后再分别逐滴滴加1 mol·L－1 NaOH溶液和稀盐酸直至过量，观察现象。
步骤②：向另两支试管中加入少量AlCl3溶液，分别加入足量稀氨水，然后再分别逐滴滴加1 mol·L－1 NaOH溶液和稀盐酸直至过量，观察现象。
【结论】
任务三、问题探究：根据上述实验现象、原理及结论，结合所学知识回答下列问题。
①实验中所用氯水为什么要用新制的？
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？
③为了比较氯与碳元素的非金属性强弱，可否用盐酸与碳酸钠反应生成了二氧化碳，得出非金属性氯大于碳？原因是什么？
【对应训练】1．已知钡的活动性介于钠和钾之间，下列叙述正确的是( )
A．钡与水反应不如钠与水反应剧烈 B．钡可以从KCl溶液中置换出钾
C．氧化性：K＋>Ba2＋>Na＋ D．碱性：KOH>Ba(OH)2>NaOH
2.如图所示的五种元素中，W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素原子的最外层电子数之和为22。下列说法正确的是( )
X Y
W Z
T
A．X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高
B．由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键
C．T元素的氢化物的沸点一定高于同主族元素其他元素的氢化物的沸点
D．T元素的单质具有半导体的特性，T与Z元素可形成化合物TZ4
【课后巩固】1．（易）下列关于元素周期表和元素周期律的说法正确的是（ ）
A．透明陶瓷材料硒化锌是由主族元素和副族元素形成的化合物
B．元素的性质随着相对原子质量的增加而呈周期性变化
C．同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质也完全相同
D．第二周期元素从Li到F，非金属性逐渐减弱
2.（易）F、Si、P和Cl均为短周期主族元素，下列说法正确的是（ ）
A．非金属性：F>Cl
B．原子半径：r（P）>r（Si）
C．元素的最高化合价：Si>Cl
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：H3PO4>HClO4
3.（中）电子层数相同的X、Y、Z三种元素，原子序数都小于18，已知最高价氧化物对应水化物的酸性是HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列判断错误的是（ ）
A．原子半径：X>Y>Z B．气态氢化物的稳定性：HX>H2Y>ZH3
C．非金属性：X>Y>Z D．阴离子的还原性：Z3->Y2->X-
4.（中）根据元素周期表和元素周期律，下列说法不正确的是（ ）
A．与Be的化学性质最接近的元素为Al
B．C、N、O元素形成的氢化物的稳定性依次增强
C．Na的金属性强于Cu，所以Na可以置换出CuSO4中的Cu
D．同周期主族金属元素的化合价越高，其原子的失电子能力会越弱
5．（难）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期元素，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y所在周期数与族序数相同，X与Y为同周期元素，Z原子的最外层电子数与W的电子总数相等。下列说法不正确的是（ ）
A．简单离子半径：Z＞W＞X＞Y
B．W，X的氢化物在常温下均为气体
C．Y的最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物
D．W与Z形成的化合物中只有共价键
6.（中）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，最外层电子数之和为15，X是地壳中含量最多的元素，Y是一种碱金属，W与X位于同一主族。下列说法中正确的是（ ）
A．简单离子半径Y的大于X的
B．X与Y形成的所有化合物只含离子键
C．常温下，Z单质能与水发生剧烈反应
D．X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
7.（难）下列事实能作为对应判断依据的是（ ）
A．锌和钾分别投入CuCl2溶液中，锌能置换出铜，钾不能，判断金属活动性：Zn>K
B．SiO2为酸性氧化物，判断SiO2不能与任何酸发生反应
C．酸性：H3PO4>HClO，判断磷的非金属性强于氯
D．根据反应2F2+2H2O=4HF+O2，判断非金属性：F>O
8．（中）现有短周期元素A、B、C、D、E，其原子序数的大小顺序为A＞C＞D＞E＞B。A、C、D位于同一周期，E原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，B原子比E原子少2个电子。A元素的单质0.015mol与足量盐酸完全反应时，有2.709×1022个电子发生转移。
(1)A位于元素周期表的第______周期第______族，E位于第_____周期第______族。
(2)B单质在E单质中完全燃烧生成的化合物的结构式为______________________________________。
(3)写出A、C、D的最高价氧化物对应水化物的化学式，并比较其酸碱性强弱：_________________。第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
专题1（实验活动3） 同周期、同主族元素性质的递变
【学习目标】1.通过重点知识回顾，结合实验探究，加深对同周期、同主族元素性质递变规律的认识。 2.通过典型问题讨论，核心知识深度理解及应用，进一步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。
3.通过讨论交流，强化概念的理解，培养运用比较、归纳等方法对信息进行加工及数据处理的能力，促进证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等学科核心素养的形成。
【学习重点】实验探究同周期、同主族元素性质的递变
【学习难点】同周期、同主族元素性质的递变原因分析
【课前预习】
旧知回顾：1.元素周期表中同周期主族元素从左至右，随原子序数增加，原子半径逐渐 减小 ，原子核对最外层电子的吸引力逐渐 增强 ，失电子能力逐渐 减弱 ，得电子能力逐渐 增强 ，元素金属性逐渐 减弱 ，非金属性逐渐 增强 。
2.同周期主族元素（除稀有气体外），随原子序数的增加，原子半径逐渐 减小 ；同主族元素的原子半径，随原子序数的增加，原子半径逐渐 增大 ，元素金属性逐渐 减弱 ，非金属性逐渐 增强 。
新知预习：1.金属 无 （填“有”或“无”，下同）负化合价，非金属既 有 正化合价又 有 负化合价，氟 无 正价，氧 无 最高正价；非金属的负化合价一般只有 一 种，但正化合价可能有 多 种；原子序数为11～17的元素的最高化合价和最低化合价的变化规律是 最高正价由+1到+7，最低负价由-4到-1 、最高化合价和最低化合价的数值与原子核外最外层电子数的关系是 最高化合价数=原子核外最外层电子数、最高化合价和最低化合价的绝对值之和等于8 。
2.电子层数越多，最外层电子数越少，金属性越 强 ；金属活动性顺序表中越靠前的金属性越 强 ；单质与水或酸反应置换出氢越容易，金属性越 强 ；如金属性 Na＞Mg ，最高价氧化物对应的水化物的碱性越 强 。如金属性Na ＞ Mg，则碱性 NaOH＞Mg(OH)2 。
【课中探究】
情景导入：前面通过我们对最典型的金属元素（碱金属）、最典型的非金属元素（卤族元素）的学习可知：同一主族元素，随着元素原子序数的递增，原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱，元素的金属性逐渐增强，而非金属性逐渐减弱，同一周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，且呈周期性变化，本节课我们将在了解同周期、同主族元素性质的递变规律的基础上，进一步认识和理解同周期、同主族元素性质的递变性，并通过实验来进行验证。
一、重点知识回顾与突破
活动一、同周期、同主族元素性质的递变
任务一、讨论交流：同主族元素性质有哪些变化规律？并填写下表内容：
项目 同周期（左→右） 同主族（上→下）
原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大
电子层数 相同 逐渐增多
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
离子半径 阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r（阴离子）＞r（阳离子） 逐渐增大
性质 化合价 最高正化合价由＋1→＋7（O、F除外）负化合价＝－（8－主族序数） 最高正化合价＝主族序数（O、F除外）
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱
任务二、方法探究：根据结构决定性质，性质反映结构的思想，思考推测元素在周期表中的位置有哪些重要方法？
【答案要点】①学习元素周期表之后，我们掌握了一种研究物质的重要思想，即“结构决定位置，结构决定性质”，若能够确定未知元素在周期表中的位置，就可以确定它的结构和性质。
②由原子序数推测周期数和族序数的方法：对于长周期的元素，用原子序数减去比它小且临近的稀有气体的原子序数，即为该元素所在的纵列数(如果得到的数值大于18，再减去14即为该元素所在的纵列数)。由纵列数与族数的对应关系可推出族数；被减的那个稀有气体所在的周期数加上1，即为该元素所在的周期数。
③推测相邻元素的原子序数的方法：
a.同一周期，根据是否存在副族元素，ⅡA、ⅢA族元素原子序数差可能为1、11、25。
b.同一主族，相邻元素原子序数差可能为2、8、18、32。具体规律是在ⅠA、ⅡA族，同主族相邻元素原子序数差等于原子序数小的元素所在周期的元素种数。其他族(包含过渡元素和ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0族元素)，同族相邻元素原子序数差等于原子序数大的元素所在周期的元素种数。
【对应训练】1.能用于比较硫、氯两种元素非金属性强弱的是（ ）
A．熔点：S＞Cl2 B．酸性：HClO4＞H2SO4
C．相对原子质量：Cl＞S D．氧化性：HClO＞H2SO3
【答案】B
【解析】A．单质的沸点属于物理性质，与元素的非金属性无关，不能判断非金属性强弱，故A错误；B．最高价氧化物对应的水化物酸性越强，其元素的非金属性越强，可以判断非金属性强弱，故B正确；C．相对原子质量不能判断元素非金属强弱，故C错误；D．HClO、H2SO3的氧化性强弱不能比较Cl、S元素非金属性强弱，故D错误。故选：B。
2．下列说法不正确的是（ ）
A．ⅠA族元素的金属性一定比ⅡA族元素的金属性强
B．锗和硅都可用作半导体材料
C．同周期主族元素（除零族元素）的原子半径从左到右逐渐减小
D．1mol气态氢化物断键所需能量由大到小：HF＞HCl＞HBr＞HI
【答案】 A
【解析】A.同周期ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金属性强，不是同周期无此规律，如Ca比Na的金属性强，故A错误；B.锗和硅均位于金属与非金属的交界处，则都可用作半导体材料，故B正确；
C.同周期从左向右电子层相同，质子数增大，则同周期主族元素（除零族元素）的原子半径从左到右逐渐减小，故C正确；D.非金属性越强，对应氢化物越稳定，则断裂化学键吸收的能量越大，即1mol气态氢化物断键所需能量由大到小：HF＞HCl＞HBr＞HI，故D正确；故选：A。
活动二、探究元素“位、构、性”之间的关系
任务一、结合所学知识，思考判断元素金属性、非金属性强弱的方法有哪些？
【答案要点】①元素金属性强弱的判断方法：
a.从元素原子结构判断：当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，越易失电子，金属性越强；当电子层数相同时，核电荷数越多，越难失电子，金属性越弱。
b.根据金属活动性顺序表判断：一般来说，排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。
c.从元素单质及其化合物的相关性质判断：金属单质与水或酸反应越剧烈，元素金属性越强；最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。
d.根据离子的氧化性强弱判断：离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。
②元素非金属性强弱的判断方法:
a.从元素原子的结构判断：当电子层数相同时，核电荷数越多，非金属性越强；当最外层电子数相同时，核电荷数越多，非金属性越弱。
b.从元素单质及其化合物的相关性质判断：单质越易跟H2化合，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，其非金属性也就越强；最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强。如H2SO4的酸性强于H3PO4，说明S的非金属性比P强；
c.非金属单质间的置换反应，例如：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，说明氯的非金属性比碘强；
d.元素的原子对应阴离子的还原性越强，元素的非金属性就越弱。如S2－的还原性比Cl－强，说明Cl的非金属性比S强。
【注意】金属性和非金属性强弱的比较，关键是比较原子失去和得到电子的难易，而不是失去或得到电子数目的多少。如Na失去一个电子，而Mg失去两个电子，但Na的金属性比Mg强。
任务二、讨论交流：元素的“位置、结构、性质”之间有何关系及其应用
【答案要点】①元素的原子结构、其在周期表中的位置及元素的性质(位、构、性)三者之间的关系可用下图表示：
②应用“位置、结构、性质”三者的关系突破元素推断的方法：
a.熟练掌握四个关系式：
电子层数＝周期序数;
最外层电子数＝主族序数;
主族元素的最高正价＝族序数(O、F除外);
最低负价＝主族序数－8。
b.熟练掌握一些特殊规律：
各周期元素种数第一到第六周期(分别为2、8、8、18、18、32;
稀有气体元素原子序数分别为2、10、18、36、54、86和所在周期分别在一到六周期;
同主族上下相邻元素原子序数的关系相差2、8、18、32等各种情况;
同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数差值有1、11、25等情况。
c.熟悉同周期、同主族元素性质的递变规律：元素的金属性、非金属性;气态氢化物的稳定性;最高价氧化物对应水化物的酸碱性。
d.熟悉1～20号元素原子结构特点及其规律：如原子核中无中子的原子是H；最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K；外层有2个电子的元素：He、Be、Mg、Ca；最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar；外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C；是次外层3倍的元素是O；电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al；电子总数为最外层电子数2倍的元素是Be；次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有Li、Si；内层电子总数是最外层电子数2倍的元素有Li、P；电子层数是最外层电子数2倍的元素有Li、Ca；外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S；最外层电子数是电子层数3倍的元素是O等。
【注意】记住原子结构的特殊性对做题很有帮助，应用时应注意几个概念：最外层电子数、最内层电子数、内层电子数、次外层电子数、电子层数、核电荷数等。
【对应训练】1.下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是（ ）
A．非金属性：Cl＞S B．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3
C．酸性：HNO3>H2CO3 D．金属性：K>Na>Li
【答案】B
【解析】A．周期元素从左到右，非金属性依次减弱，则非金属性：Cl＞S，能用元素周期律解释，A错误；B．碳酸氢盐易分解，碳酸盐难分解，所以热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3，不能用元素周期律解释，B正确；C．元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性：N＞C，则酸性：HNO3>H2CO3，能用元素周期律解释，C错误；D．周期元素从上到下，金属性依次增强，则金属性：K>Na>Li，能用元素周期律解释，D错误；故选B。
2．短周期的主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如表所示，下列有关说法正确的是（ ）
X
Y Z W
A．X的简单氢化物有可能与Z、W的氢化物反应
B．Y的单质、氧化物均只能与强碱反应，不能与酸反应
C．Z的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸
D．X、Y、Z、W四种元素中可能有两种为金属元素
【答案】A
【解析】A.由分析可知X可为N元素，对应氢化物为氨气，可与氯化氢、硫化氢等反应，故A正确；B.Y可为Al，对应的氧化物为氧化铝，为两性氧化物，可与强碱、强酸溶液反应，故B错误；C.如Z为P元素，则对应的最高价氧化物对应的水化物为中强酸，故C错误；D.如Y为Si，则X为N、Z为O、W为Cl，都为非金属性，如Y为Al，则X为C、Z为P、W为S，有一种金属，故D错误；故选：A。
二、实验探究同周期、同主族元素性质的递变
【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－1NaOH溶液、酚酞溶液。
活动一、实验探究同主族元素性质的递变性
任务一：按照下面实验步骤完成相关实验，观察实验现象，思考实验原理是什么？
步骤：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。
【答案要点】实验现象：滴入浅黄绿色的氯水后，NaBr溶液呈橙色，NaI溶液呈褐色。
化学方程式：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2。
任务二：按照下面实验步骤完成相关实验，观察实验现象，分析实验原理，由此可以得到什么结论？
步骤：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。
【答案要点】实验现象：NaI溶液由无色变为褐色，溴水颜色未变。
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。
【对应训练】1．根据元素周期律分析，下列推断正确的是
A．砹(At)是第ⅥA族元素，砹化银是可溶于水的白色沉淀
B．由HClO4可类推出氟元素也存在HFO4
C．硒是第ⅥA族元素，硒化氢是无色、有毒、比硫化氢稳定的气体
D．在氧气中燃烧，钾的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
【答案】D
【解析】A．At位于ⅦA族元素，根据同主族元素性质具有相似性和递变性，砹化银是难溶于水的有色沉淀，故A错误；B．氟元素没有正价，不存在HFO4，故B错误；C．硒位于ⅥA族元素，硒的非金属性比硫的非金属性弱，因此硒化氢的不如硫化氢稳定，故C错误；D．钾比钠活泼，且两者均属于非常活泼的金属单质，钾在氧气中燃烧得到产物比钠燃烧产物复杂，故D正确；答案为D。
2.应用元素周期律可预测我们不知道的一些元素及其化合物的性质，下列预测正确的是（ ）
①Be的氧化物的水化物可能具有两性
②Tl能与盐酸和NaOH溶液反应均产生氢气
③At单质为有色固体，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
④Li在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O2，其溶液是一种强碱
⑤SrSO4可能是难溶于水的白色固体
⑥H2Se无色，有毒，比H2S稳定
A．①②③④ B．②④⑥ C．①③⑤ D．②④⑤
【答案】C
【解析】①氢氧化铝是两性氢氧化物，由对角线规则可知，与铝元素处于对角线位置的铍元素的氢氧化物氢氧化铍也是两性氢氧化物，也具有两性，故正确；
②铊为ⅢA族元素，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，则铊的金属性强于铝元素，所以能与盐酸反应产生氢气，但不与氢氧化钠溶液反应，故错误；
③从上到下卤族元素单质的颜色依次加深，不溶于稀硝酸的卤化银的溶解度依次减小，碘为紫色固体、碘化银不溶于水也不溶于稀硝酸，则砹单质为有色固体，砹化银不溶于水也不溶于稀硝酸，故正确；
④金属锂在氧气中剧烈燃烧只能生成氧化锂，不能生成过氧化锂，故错误；
⑤从上到下IIA族元素硫酸盐的溶解度依次减小，硫酸钡是不溶于水的白色固体，则硫酸锶是难溶于水的白色固体，故正确；
⑥同主族元素，从上到下非金属性逐渐减弱，氢化物稳定性逐渐减弱，则硒化氢的稳定性弱于硫化氢，故错误；①③⑤正确，故选C。
活动二、实验探究同周期元素性质的递变性
任务一：按照下面实验步骤完成钠、镁分别与水反应的实验，观察实验现象，分析实验原理，由此可以得到什么结论？
步骤①：向盛有冷水的烧杯中加入一块绿豆粒大小的钠块，用砂纸打磨掉镁条表面的氧化物，向盛有冷水的试管中加入一小块已用砂纸打磨好的镁条，并分别滴入3滴酚酞溶液，观察现象。
【答案要点】实验现象：加入钠的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，加入镁的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↑。
步骤②：向一支试管加入少量冷水，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，然后观察现象。
【答案要点】实验现象：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。镁与热水反应速率比冷水快。
任务二：按照下面实验步骤完成可溶性镁盐和可溶性铝盐分别与NaOH溶液反应的实验，观察实验现象，分析实验原理，由此可以得到什么结论？
步骤①：向两支试管中分别加入少量MgCl2溶液，分别加入足量稀氨水，然后再分别逐滴滴加1 mol·L－1 NaOH溶液和稀盐酸直至过量，观察现象。
【答案要点】实验现象：两支试管加入足量稀氨水均产生白色沉淀。再加入1 mol·L－1 NaOH溶液，沉淀不溶解，而加入稀盐酸沉淀溶解。
化学方程式：MgCl2＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH4Cl，Mg(OH)2↓＋2HCl===MgCl2+2H2O。
步骤②：向另两支试管中加入少量AlCl3溶液，分别加入足量稀氨水，然后再分别逐滴滴加1 mol·L－1 NaOH溶液和稀盐酸直至过量，观察现象。
【答案要点】实验现象：两支试管加入足量稀氨水均产生白色沉淀，再分别逐滴滴加1 mol·L－1 NaOH溶液和稀盐酸后白色沉淀均溶解。
化学方程式：AlCl3＋3NH3·H2O======Al(OH)3↓＋3NH4Cl，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3+3H2O。
【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，相应的金属性逐渐增强。 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，相应的非金属性逐渐增强。
任务三、问题探究：根据上述实验现象、原理及结论，结合所学知识回答下列问题。
①实验中所用氯水为什么要用新制的？
【答案要点】氯水中存在Cl2＋H2O＝HCl＋HClO的反应，氯水久置随着HClO的分解，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？
【答案要点】结构决定性质，同周期或同主族的原子半径呈现周期性变化，元素的性质也呈现周期性变化。
③为了比较氯与碳元素的非金属性强弱，可否用盐酸与碳酸钠反应生成了二氧化碳，得出非金属性氯大于碳？原因是什么？
【答案要点】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。
【对应训练】1．已知钡的活动性介于钠和钾之间，下列叙述正确的是( )
A．钡与水反应不如钠与水反应剧烈 B．钡可以从KCl溶液中置换出钾
C．氧化性：K＋>Ba2＋>Na＋ D．碱性：KOH>Ba(OH)2>NaOH
【答案】D
【解析】A中由于钡的活动性比钠强，所以钡与水反应比钠与水反应更剧烈，故A错；B中钡的活动性不如钾且其先与水发生反应，故不能置换出钾，故B错；C中由于金属性：K>Ba>Na，所以氧化性为Na＋>Ba2＋>K＋，故C错；D中元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故KOH>Ba(OH)2>NaOH，D正确。
2.如图所示的五种元素中，W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素原子的最外层电子数之和为22。下列说法正确的是( )
X Y
W Z
T
A．X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高
B．由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键
C．T元素的氢化物的沸点一定高于同主族元素其他元素的氢化物的沸点
D．T元素的单质具有半导体的特性，T与Z元素可形成化合物TZ4
【答案】D
【解析】设Y原子的最外层电子数为x，根据表中的位置可得(x－1)＋(x－2)＋x＋(x＋1)＝22，解得x＝6，且W、X、Y、Z均为短周期元素，故Y为O，X为N，W为Si，Z为Cl，与W同主族的T为Ge。H2O和NH3分子间均能形成氢键，而HCl分子间不能形成氢键，故HCl的沸点最低，A错误；由N、O和H三种元素形成的化合物可以是NH4NO3，而NH4NO3中既有共价键又有离子键，B错误；与Ge同主族的碳元素形成的氢化物可以是碳原子数不同的烃类，故Ge的氢化物的沸点不一定高于碳的氢化物，C错误；Ge位于元素周期表中金属元素与非金属元素的分界线附近，其单质具有半导体特性，Ge最高价为＋4价，与氯元素可形成化合物GeCl4，D正确。
【课后巩固】1．（易）下列关于元素周期表和元素周期律的说法正确的是（ ）
A．透明陶瓷材料硒化锌是由主族元素和副族元素形成的化合物
B．元素的性质随着相对原子质量的增加而呈周期性变化
C．同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质也完全相同
D．第二周期元素从Li到F，非金属性逐渐减弱
【答案】A
【解析】A．硒是VIA族元素，而锌是IIB族元素，所以硒化锌是由主族元素和副族元素形成的化合物，故A正确；B．元素的性质随着核外电子排布的周期性变化而呈周期性的变化，故B错误；C．同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质相似，并具有递变性，不完全相同，故C错误；D．第二周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强，故D错误；故选：A。
2.（易）F、Si、P和Cl均为短周期主族元素，下列说法正确的是（ ）
A．非金属性：F>Cl
B．原子半径：r（P）>r（Si）
C．元素的最高化合价：Si>Cl
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：H3PO4>HClO4
【答案】A
【解析】A．同一主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，则非金属性：F>Cl，故A正确；B．同一周期从左到右元素的原子半径逐渐减小，则原子半径：r（P）3.（中）电子层数相同的X、Y、Z三种元素，原子序数都小于18，已知最高价氧化物对应水化物的酸性是HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列判断错误的是（ ）
A．原子半径：X>Y>Z B．气态氢化物的稳定性：HX>H2Y>ZH3
C．非金属性：X>Y>Z D．阴离子的还原性：Z3->Y2->X-
【答案】A
【解析】电子层数相同的三种元素X、Y、Z位于同一周期，已知最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱，则X、Y、Z分别位于第ⅦA、ⅥA、ⅤA族，在周期表中从左向右的相对位置依次是Z、Y、X，据此分析作答。A．同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，所以原子半径：XH2Y>ZH3，B正确；C．同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，所以非金属性：Z4.（中）根据元素周期表和元素周期律，下列说法不正确的是（ ）
A．与Be的化学性质最接近的元素为Al
B．C、N、O元素形成的氢化物的稳定性依次增强
C．Na的金属性强于Cu，所以Na可以置换出CuSO4中的Cu
D．同周期主族金属元素的化合价越高，其原子的失电子能力会越弱
【答案】B
【解析】A．Be与Al符合对角线规则，Be的化学性质最接近的元素为Al，故A正确；B．C、N、O元素的非金属性依次增强，形成的最简单氢化物的稳定性依次增强，故B错误；C．Na的金属性强于Cu，Na不能置换出硫酸铜溶液中的Cu，但是Na可以置换出熔融CuSO4中的Cu ，故C正确；D．同周期金属元素的化合价越高，越难失去电子，如第三周期中，Na比Al容易失去电子，故D正确。答案选B。
5．（难）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期元素，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y所在周期数与族序数相同，X与Y为同周期元素，Z原子的最外层电子数与W的电子总数相等。下列说法不正确的是（ ）
A．简单离子半径：Z＞W＞X＞Y
B．W，X的氢化物在常温下均为气体
C．Y的最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物
D．W与Z形成的化合物中只有共价键
【答案】 B
【解析】根据分析可知，W为N，X为Na（或Mg），Y为Al，Z为Cl元素。A．电子层数越多离子半径越大，电子层相同时，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径：Z＞W＞X＞Y，故A正确；B．N形成的氢化物肼在常温下为液态，Na或Mg的氢化物常温下不是气体，故B错误；C．Y为Al，氢氧化铝属于两性氢氧化物，故C正确；D．N、Cl形成的化合物属于共价化合物，只含有共价键，故D正确；故选：B。
6.（中）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，最外层电子数之和为15，X是地壳中含量最多的元素，Y是一种碱金属，W与X位于同一主族。下列说法中正确的是（ ）
A．简单离子半径Y的大于X的
B．X与Y形成的所有化合物只含离子键
C．常温下，Z单质能与水发生剧烈反应
D．X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
【答案】D
【解析】X是地壳中含量最多的元素，X为O，Y是一种碱金属，其原子序数大于O，Y为Na，W与X位于同一主族，W为S，X、Y、Z、W的原子序数依次增大，最外层电子数之和为15，则Z的最外层电子数为15-6-6-1=2，Z为Mg，据此分析解答。A．O2-和Na+核外电子排布相同，O的Na核电荷数小于Na，则离子半径O2->Na+，故A错误；B．O和Na可形成过氧化钠，既含离子键又含共价键，故B错误；C．常温下镁与水不易反应，故C错误；D．O的非金属性强于S，非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，故D正确；故选：D。
7.（难）下列事实能作为对应判断依据的是（ ）
A．锌和钾分别投入CuCl2溶液中，锌能置换出铜，钾不能，判断金属活动性：Zn>K
B．SiO2为酸性氧化物，判断SiO2不能与任何酸发生反应
C．酸性：H3PO4>HClO，判断磷的非金属性强于氯
D．根据反应2F2+2H2O=4HF+O2，判断非金属性：F>O
【答案】D
【解析】A．钾单质会与水反应，生成氢氧化钾和氢气，生成的氢氧化钾与氯化铜反应生成氢氧化铜，A错误；B．二氧化硅可与氢氟酸反应，B错误；C．次氯酸不是氯的最高价含氧酸，C错误；D．氧化性，氧化剂＞氧化产物，D正确；故答案为：D。
8．（中）现有短周期元素A、B、C、D、E，其原子序数的大小顺序为A＞C＞D＞E＞B。A、C、D位于同一周期，E原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，B原子比E原子少2个电子。A元素的单质0.015mol与足量盐酸完全反应时，有2.709×1022个电子发生转移。
(1)A位于元素周期表的第______周期第______族，E位于第_____周期第______族。
(2)B单质在E单质中完全燃烧生成的化合物的结构式为______________________________________。
(3)写出A、C、D的最高价氧化物对应水化物的化学式，并比较其酸碱性强弱：_________________。
【答案】三 ⅢA 二 ⅥA O=C=O 碱性NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3
【解析】由E原子最外层电子数是次外层电子数的3倍可知E为O，由B原子比E原子少2个电子可知B为C，由原子序数大小顺序可知A、C、D位于第三周期，由0.015molA与盐酸反应时，转移电子的物质的量为0.045mol可知A为Al，则C为Mg，D为Na，据此分析；根据上述分析，A为Al，B为C，C为Mg，D为Na，E为O，
(1)根据上述分析，A为Al，Al位于第三周期ⅢA族；E为O，位于第二周期ⅥA族；故答案为三；ⅢA；二；ⅥA；
(2)C在O2中完全燃烧的产物是CO2，CO2的结构式为O=C=O；故答案为O=C=O；
(3)A、C、D的最高价氧化物对应水化物的化学式分别为Al(OH)3、Mg(OH)2、NaOH，根据金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，同周期从左向右金属性减弱，金属性Na＞Mg＞Al，其最高价氧化物对应水化物的碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3；故答案为碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3。
