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、氨水、2 mol·L－1NaOH溶液、2 mol·L－1盐酸、酚酞溶液、蒸馏水。
【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 ，NaI溶液 。
化学方程式：2NaBr＋Cl22NaCl＋Br2，2NaI＋Cl22NaCl＋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 。
化学方程式：2NaI＋Br22NaBr＋I2。
结论：卤素单质的氧化性： 。
卤族元素的非金属性： 。
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，并分别滴入3滴酚酞溶液，观察到烧杯中钠 ， ， ， ，溶液变 ，试管内镁条表面产生 ，镁条周围溶液变为 。
化学方程式：2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑、Mg＋2H2OMg（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，然后观察到的现象是 ，溶液变为 。
结论：与水反应的剧烈程度： ，金属性： 。镁与热水反应速率比冷水快。
（2）利用Mg（OH）2和Al（OH）3设计实验，说明镁和铝的金属性、非金属性
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 。
化学方程式：MgCl2＋2NaOHMg（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 。
化学方程式：AlCl3＋3NaOHAl（OH）3↓＋3NaCl，Al（OH）3＋NaOHNa[Al（OH）4]。Mg（OH）2不溶于NaOH溶液；Al（OH）3溶于NaOH溶液，显两性。结论：碱性： ；金属性： 。
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 ，相应的金属性 。 同一周期元素，从左至右，随着原子序数的增加，金属性 ，相应的非金属性 。
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？
1.某同学在研究元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关的实验现象（见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系）。
实验方案 实验现象
①将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液 A.浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色
②向新制的Na2S溶液中滴加新制的氯水 B.有气体产生，溶液变成浅红色
③将一小块金属钠放入滴加酚酞溶液的冷水中 C.剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将镁条投入稀盐酸中 D.反应不十分剧烈，产生无色气体
⑤将铝条投入稀盐酸中 E.生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 F.生成淡黄色沉淀
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：研究 元素性质递变规律。
（2）实验用品
试剂：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制的氯水、新制的Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液、酚酞溶液等。
仪器： 、 、 、 、试管夹、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片、砂纸、火柴等。
（3）实验内容：（填写与实验步骤对应的实验现象的编号和①②的化学方程式及此实验的结论）
实验内容 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
实验现象（填A～F）
①： ；
②： ；
此实验的结论：
。
（4）请用原子结构的知识简单解释上述实验结论：
。
2.C、O、Na、Al、Si、S、Cl是常见的几种元素。请回答下列问题：
（1）C在元素周期表中的位置为 ，在C、O、Si、S、Cl元素形成的简单氢化物中，稳定性最差的氢化物的分子式为 。
（2）用“大于”“小于”或“等于”填空。
离子半径 酸性 得电子能力
O2－ Al3＋ H2SO4 HClO4 35Cl 37Cl
（3）利用如图所示的装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
①仪器B的名称为 ，干燥管D的作用是 。
②若要证明非金属性：Cl＞I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4（KMnO4与浓盐酸常温下反应生成Cl2），C中加淀粉-KI溶液，观察到C中溶液 的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，请用离子方程式表示尾气处理原理：
。
③已知H2SiO3是白色沉淀，酸性比H2CO3弱。若要证明非金属性：C＞Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液，观察到C中溶液 的现象，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有 溶液的洗气瓶。
实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变
实验步骤
1.（1）变橙色 变褐色 （2）变褐色 Cl2＞Br2＞I2 Cl＞Br＞I 2.（1）①浮在水面上 熔成小球 四处游动 发出响声 红色 少量气泡 浅红色 ②有较多的无色气泡冒出 浅红色 Na＞Mg Na＞Mg （2）①产生白色沉淀 ②先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解 Mg（OH）2＞Al（OH）3 Mg＞Al 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐减弱 逐渐增强
问题与讨论
1.提示：氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋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.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.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。
针对训练
1.（1）同周期 （2）试管 酒精灯 滤纸 烧杯
（3）B F A C D E Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑ Cl2＋Na2SS↓＋2NaCl 随着原子序数的递增，同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 （4）同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，原子核对外层电子的束缚能力增强，原子得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱
2.（1）第二周期第ⅣA族 SiH4 （2）大于 小于 等于
（3）①锥形瓶 防倒吸 ②变蓝 Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O ③有白色沉淀生成 饱和NaHCO3
解析：（1）C的原子序数为6，位于周期表中第二周期第ⅣA族。在CH4、H2O、SiH4、H2S、HCl几种氢化物中，SiH4的稳定性最差。（2）由于O2－、Al3＋具有相同的电子层结构，具有相同电子层结构的粒子，原子序数越小，其离子半径越大，所以O2－的半径大于Al3＋的半径。Cl的非金属性大于S，所以H2SO4的酸性小于HClO4的酸性。35Cl和37Cl互为同位素，其电子排布相同，得电子能力也相同。（3）①根据仪器B的形状可知B为锥形瓶，由于Cl2与装置C中的溶液反应后导致装置B中压强降低形成倒吸，干燥管D能起到防倒吸作用。②本实验利用KMnO4与浓盐酸反应制备氯气，然后让氯气与淀粉-KI溶液反应，根据溶液颜色的变化来判断Cl2能否从KI中置换出I2，进而比较氯和碘的非金属性强弱。过量的氯气会逸散到空气中，污染环境，可用NaOH溶液吸收。③利用较强酸制较弱酸的原理比较硅和碳的非金属性强弱，制CO2过程中有杂质HCl存在，不能说明一定是CO2与Na2SiO3溶液反应生成白色沉淀，故应先用饱和NaHCO3溶液除去HCl。
3 / 3(共22张PPT)
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、氨水、2 mol·L－1NaOH溶液、2 mol·L－1盐酸、酚酞溶液、蒸馏水。
【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
，NaI溶液 。
化学方程式：2NaBr＋Cl2 2NaCl＋Br2，2NaI＋Cl2
2NaCl＋I2。
变
橙色
变褐色
（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
。
化学方程式：2NaI＋Br2 2NaBr＋I2。
结论：卤素单质的氧化性： 。卤族元素的非
金属性： 。
变褐
色
Cl2＞Br2＞I2
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，并分别滴
入3滴酚酞溶液，观察到烧杯中钠 ，
， ， ，溶液变 ，试
管内镁条表面产生 ，镁条周围溶液变为
。
浮在水面上
熔成小
球
四处游动
发出响声
红色
少量气泡
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，然后观
察到的现象是 ，溶液变为
。
结论：与水反应的剧烈程度： ，金属性：
。镁与热水反应速率比冷水快。
有较多的无色气泡冒出
浅红
色
Na＞Mg
Na
＞Mg
（2）利用Mg（OH）2和Al（OH）3设计实验，说明镁和铝的金属性、
非金属性
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
。
化学方程式：MgCl2＋2NaOH Mg（OH）2↓＋2NaCl。
产生白色沉
淀
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
。
化学方程式：AlCl3＋3NaOH Al（OH）3↓＋3NaCl，Al
（OH）3＋NaOH Na[Al（OH）4]。Mg（OH）2不溶于
NaOH溶液；Al（OH）3溶于NaOH溶液，显两性。结论：碱
性： ；金属性： 。
先产生白色沉淀，
后白色沉淀溶解
Mg（OH）2＞Al（OH）3
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 ，相应的金属性
。 同一周期元素，从左至右，随着原子序数的增加，
金属性 ，相应的非金属性 。
逐渐减弱
逐渐
增强
逐渐减弱
逐渐增强
1. 实验中所用氯水为什么要用新制的？
提示：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？
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？
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. 某同学在研究元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方
案，并记录了有关的实验现象（见下表，表中的“实验方案”与
“实验现象”前后不一定是对应关系）。
实验方案 实验现象
①将镁条用砂纸打磨后，放入试管
中，加入少量水后，加热至水沸
腾；再向溶液中滴加酚酞溶液 A. 浮在水面上，熔成小球，四
处游动，发出“嘶嘶”声，随
之消失，溶液变成红色
②向新制的Na2S溶液中滴加新制的
氯水 B. 有气体产生，溶液变成浅红
色
实验方案 实验现象
③将一小块金属钠放入滴加酚酞溶
液的冷水中 C. 剧烈反应，迅速产生大量无
色气体
④将镁条投入稀盐酸中 D. 反应不十分剧烈，产生无色
气体
⑤将铝条投入稀盐酸中 E. 生成白色胶状沉淀，继而沉
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
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：研究 元素性质递变规律。
（2）实验用品
试剂：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制的氯水、新制的
Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液、酚酞溶液等。
仪器： 、 、 、 、试管
夹、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片、砂纸、火柴等。
同周期
试管
酒精灯
滤纸
烧杯
（3）实验内容：（填写与实验步骤对应的实验现象的编号和①②
的化学方程式及此实验的结论）
实验内容 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
实验现象
（填A～F）
B
F
A
C
D
E
此实验的结论：
。
（4）请用原子结构的知识简单解释上述实验结论：
。
随着原子序数的递增，同周期元素从左到右
金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
同周期元素从
左到右，原子半径逐渐减小，原子核对外层电子的束缚能力
增强，原子得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱
①： ；
②： ；
Mg＋2H2O Mg（OH）2＋H2↑
Cl2＋Na2S S↓＋2NaCl
（1）C在元素周期表中的位置为 ，在C、
O、Si、S、Cl元素形成的简单氢化物中，稳定性最差的氢化
物的分子式为 。
解析：（1）C的原子序数为6，位于周期
表中第二周期第ⅣA族。在CH4、H2O、
SiH4、H2S、HCl几种氢化物中，SiH4的
稳定性最差。
第二周期第ⅣA族
SiH4
2. C、O、Na、Al、Si、S、Cl是常见的几种元素。请回答下列问题：
（2）用“大于”“小于”或“等于”填空。
离子半径 酸性 得电子能力
O2－ Al3＋ H2SO4 HClO4 35Cl 37Cl
大于
小于
等于
解析： 由于O2－、Al3＋具有相同的电子层结构，具有相同电子层结构的粒子，原子序数越小，其离子半径越大，所以O2－的半径大于Al3＋的半径。Cl的非金属性大于S，所以H2SO4的酸性小于HClO4的酸性。35Cl和37Cl互为同位素，其电子排布相同，得电子能力也相同。
（3）利用如图所示的装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
①仪器B的名称为 ，干燥管D的
作用是
。
②若要证明非金属性：Cl＞I，则A中加浓盐酸，B中加
KMnO4（KMnO4与浓盐酸常温下反应生成Cl2），C中加淀粉
-KI溶液，观察到C中溶液 的现象，即可证明。从环
境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，请用离子方
程式表示尾气处理原理： 。
锥形瓶
防倒吸
变蓝
Cl2＋2OH－ Cl－＋ClO－＋ H2O
③已知H2SiO3是白色沉淀，酸性比H2CO3弱。若要证明非金
属性：C＞Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加
Na2SiO3溶液，观察到C中溶液 的现象，
即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干
扰实验，应在两装置间添加装有 溶液的洗
气瓶。
有白色沉淀生成
饱和NaHCO3
解析： ①根据仪器B的形状可知B为锥形瓶，由于Cl2与装置C中的溶液反应后导致装置B中压强降低形成倒吸，干燥管D能起到防倒吸作用。②本实验利用KMnO4与浓盐酸反应制备氯气，然后让氯气与淀粉-KI溶液反应，根据溶液颜色的变化来判断Cl2能否从KI中置换出I2，进而比较氯和碘的非金属性强弱。过量的氯气会逸散到空气中，污染环境，可用NaOH溶液吸收。③利用较强酸制较弱酸的原理比较硅和碳的非金属性强弱，制CO2过程中有杂质HCl存在，不能说明一定是CO2与Na2SiO3溶液反应生成白色沉淀，故应先用饱和NaHCO3溶液除去HCl。
感谢欣赏
THE END
