2020-2021学年新教材高中化学人教版第一册 第四章实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变 学案
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年新教材高中化学人教版第一册 第四章实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变 学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 79.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-11-25 21:33:41 | ||
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文档简介
实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变
学习目标
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。
3.理解原子结构与元素性质的密切关系,从微观视角解释宏观问题。
4.通过“实验探究”“观察思考”,培养实验能力以及对实验结果的分析、处理和总结能力。
课堂探究
主题
学习探究过程
提升素养
自主学习
1.写出Cs与水反应的化学方程式。
2.氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,FeCl2溶液会与溴水、碘水反应吗?若反应,写出反应的离子方程式。
【初建模型】
结构与性质的关系: 。?
氧化还原反应的发生条件。
知识回顾
下列递变规律正确的是( )
A.酸性:HClO4>H3PO4>H2SO4
B.原子半径由大到小的顺序:K>Ca>Mg>Na>Al
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Ca(OH)2
D.稳定性:HF>HCl>HBr>HI
判断元素金属性、非金属强弱的方法。
一、探究同
主族元素
性质的递变
【问题1-1】回顾氯、溴、碘的原子结构,它们有什么相似性和递变性?
【问题1-2】由它们结构的相似性和递变性,可以预测元素有什么性质?
(1)由结构预测卤族元素的性质。
续 表
主题
学习探究过程
提升素养
一、探究同
主族元素
性质的递变
【问题1-3】如何用实验验证你的结论?
【设计实验方案】根据下列实验用品设计实验方案。
器材:胶头滴管、白色点滴板。
试剂:新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液。
实验目的
加入试剂
反应原理
证明反应发生现象
【实验验证】
实验操作
(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溶液各滴入3滴新制的氯水,观察颜色变化,并与氯水的颜色比较。
(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,观察颜色变化,并与溴水的颜色比较。
实验现象
实验解释
【得出结论】 。?
【问题讨论】实验中所用的氯水为什么要用新制的? 。?
(2)同主族元素性质的递变规律。
二、探究同
周期元素
性质的递变
【问题2-1】从原子结构角度分析,电子层数相同、最外层电子数不断增加的同周期元素,化学性质上有什么递变规律?以第三周期元素为例。
【问题2-2】根据你对Na、Mg、Al性质的了解和所提供的实验药品,设计实验方案来验证对Na、Mg、Al失电子能力的预测。
【设计实验方案】根据下列实验用品设计实验方案。
器材: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。
试剂:镁条、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1 mol·L-1 NaOH溶液、酚酞溶液。
实验目的
加入试剂
反应原理
证明反应发生现象
(1)由结构预测同周期元素的性质。
续 表
主题
学习探究过程
提升素养
二、探究同
周期元素
性质的递变
【实验验证】
(1)钠、镁与水的反应
实验操作
①用砂纸除去镁条表面的氧化膜,将两支盛有少量冷水的试管置于试管架上,向其中一支试管中加入一块绿豆粒大小的钠块,向另一支试管中加入一小块已用砂纸打磨好的镁条,并分别向两支试管中滴入3滴酚酞溶液,观察现象。
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,用酒精灯加热至液体沸腾,滴入3滴酚酞溶液,然后观察现象。并与实验①中镁与冷水反应对照。
实验现象
实验解释
【得出结论】 。?
(2)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较
实验操作
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,观察现象。
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,观察现象。
实验现象
实验解释
【得出结论】 。?
【问题2-3】通过上面的实验探究及课本中关于钠、钾的实验,第三周期Si、P、S、Cl最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性比较,你得出了什么结论?
【评价反馈】
【练习1】下列关于碱金属元素铯及其化合物的说法中,不正确的是( )
A.氢氧化铯是一种强碱,比KOH的碱性强
B.铯与水或酸溶液反应剧烈,都生成氢气
C.Cs的还原性比Na的强,故Na+的氧化性强于Cs+的
D.Al的金属性强于Cs的
【练习2】下列关于同一短周期元素性质的说法中,正确的是( )
A.Na、Mg、Al失电子能力及其最高价氧化物对应的水化物的碱性均依次减弱
B.S的气态氢化物的酸性弱于Cl的,故非金属性:Cl>S
C.R、W为同一短周期元素,若ROH为强碱,则W(OH)2也为强碱
D.若HXO4为强酸,则同周期原子序数大于X的元素的含氧酸也一定为强酸
(2)同周期元素性质的递变规律。
续 表
主题
学习探究过程
提升素养
小结
1.通过实验活动,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?
2.探究物质性质的实验的基本步骤是什么?
核心素养专练
1.已知硒与氧、硫同主族,与溴同周期。下列关于硒的叙述中正确的是( )
A.硒的原子序数为34
B.硒的氢化物比HBr稳定
C.硒的非金属性比硫的强
D.硒的最高价氧化物对应的水化物显碱性
2.下列事实能判断金属元素甲的金属性一定比元素乙的强的有( )
①甲单质能与乙盐的溶液反应并置换出乙 ②甲、乙两元素原子的最外层电子数相同,且甲的原子半径小于乙的 ③甲、乙两短周期元素原子的电子层数相同,且甲的原子序数小于乙的 ④甲、乙两元素的最高价氧化物对应水化物的碱性:甲>乙 ⑤两单质分别与氯气反应时生成的阳离子,甲失去的电子数比乙的多
A.①②③④⑤ B.②
C.②⑤ D.①③④
3.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是( )
A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低
C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
D.Y的单质能将X从NaX溶液中置换出来
4.研究表明26Al可以衰变为26Mg,可以比较这两种元素的金属性强弱的方法是( )
A.比较这两种元素的单质的硬度和熔点
B.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氨水
C.将打磨过的镁条和铝片分别与热水作用,并滴入酚酞溶液
D.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别与热水作用
5.下列各组物质的性质比较,不正确的是( )
A.酸性强弱:HIO4>HBrO4>HClO4
B.原子半径大小:Na>S>O
C.碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH
D.金属性强弱:Na>Mg>Al
参考答案
课堂探究
[自主学习]
1.2Cs+2H2O2CsOH+H2↑
2.2Fe2++Br22Fe3++2Br-
[提升素养]结构决定性质
[知识回顾]D
一、探究同主族元素性质的递变
[问题1-1]相似性:卤素原子结构的最外层电子数为7。
递变性:核电荷数逐渐增大,核外电子层数增多,原子半径增大。
[问题1-2]核电荷数逐渐增大,核外电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减小,原子失电子的能力增强,得电子的能力减弱,即非金属性减弱。
[问题1-3]答案不唯一,合理即可。
[实验验证]
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。
向NaI溶液中滴入橙色的溴水后,溶液变褐色。
实验解释
2NaBr+Cl22NaCl+Br2
2NaI+Cl22NaCl+I2
2NaI+Br22NaBr+I2
[得出结论]卤素单质的氧化性:Cl2>Br2>I2。
[问题讨论]与NaBr溶液、NaI溶液反应的物质是氯水中的氯气,久置的氯水会变为稀盐酸。
二、探究同周期元素性质的递变
[问题2-1]第三周期元素从左到右,金属性减弱,非金属性增强;单质的还原性减弱,氧化性增强。
[问题2-2]答案不唯一,合理即可。
[实验验证]
实验现象
钠熔成小球,浮于水面,四处游动,有“嘶嘶”的响声,反应后溶液变红。银白色的镁条表面附着了少量无色气泡,溶液几乎不变红。
加热至沸腾后,有较多的无色气泡冒出,滴加酚酞溶液后,溶液变为粉红色。
实验解释
2Na+2H2O2NaOH+H2↑;镁与冷水发生微弱反应:Mg+2H2OMg(OH)2↓+H2↑
Mg+2H2O
Mg(OH)2↓+H2↑(加热)
[得出结论]钠、镁均能与水反应,钠比镁活泼,金属性:Na>Mg。
(1)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较
实验现象
产生白色沉淀
先产生白色沉淀,后白色沉淀溶解
实验解释
MgCl2+2NaOH
Mg(OH)2↓+2NaCl
AlCl3+3NaOH
Al(OH)3↓+3NaCl
Al(OH)3+NaOH
NaAlO2+2H2O
[得出结论]Mg(OH)2不溶于NaOH溶液;Al(OH)3溶于NaOH溶液。故碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3,证明金属性:Mg>Al。
[问题2-3]同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
小结:1.结构决定性质。 2.预测性质,设计方案,实验验证,得出结论。
[评价反馈][练习1]D [练习2]A
核心素养专练
1.A 2.D 3.C 4.C 5.A
学习目标
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。
3.理解原子结构与元素性质的密切关系,从微观视角解释宏观问题。
4.通过“实验探究”“观察思考”,培养实验能力以及对实验结果的分析、处理和总结能力。
课堂探究
主题
学习探究过程
提升素养
自主学习
1.写出Cs与水反应的化学方程式。
2.氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,FeCl2溶液会与溴水、碘水反应吗?若反应,写出反应的离子方程式。
【初建模型】
结构与性质的关系: 。?
氧化还原反应的发生条件。
知识回顾
下列递变规律正确的是( )
A.酸性:HClO4>H3PO4>H2SO4
B.原子半径由大到小的顺序:K>Ca>Mg>Na>Al
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Ca(OH)2
D.稳定性:HF>HCl>HBr>HI
判断元素金属性、非金属强弱的方法。
一、探究同
主族元素
性质的递变
【问题1-1】回顾氯、溴、碘的原子结构,它们有什么相似性和递变性?
【问题1-2】由它们结构的相似性和递变性,可以预测元素有什么性质?
(1)由结构预测卤族元素的性质。
续 表
主题
学习探究过程
提升素养
一、探究同
主族元素
性质的递变
【问题1-3】如何用实验验证你的结论?
【设计实验方案】根据下列实验用品设计实验方案。
器材:胶头滴管、白色点滴板。
试剂:新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液。
实验目的
加入试剂
反应原理
证明反应发生现象
【实验验证】
实验操作
(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溶液各滴入3滴新制的氯水,观察颜色变化,并与氯水的颜色比较。
(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,观察颜色变化,并与溴水的颜色比较。
实验现象
实验解释
【得出结论】 。?
【问题讨论】实验中所用的氯水为什么要用新制的? 。?
(2)同主族元素性质的递变规律。
二、探究同
周期元素
性质的递变
【问题2-1】从原子结构角度分析,电子层数相同、最外层电子数不断增加的同周期元素,化学性质上有什么递变规律?以第三周期元素为例。
【问题2-2】根据你对Na、Mg、Al性质的了解和所提供的实验药品,设计实验方案来验证对Na、Mg、Al失电子能力的预测。
【设计实验方案】根据下列实验用品设计实验方案。
器材: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。
试剂:镁条、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1 mol·L-1 NaOH溶液、酚酞溶液。
实验目的
加入试剂
反应原理
证明反应发生现象
(1)由结构预测同周期元素的性质。
续 表
主题
学习探究过程
提升素养
二、探究同
周期元素
性质的递变
【实验验证】
(1)钠、镁与水的反应
实验操作
①用砂纸除去镁条表面的氧化膜,将两支盛有少量冷水的试管置于试管架上,向其中一支试管中加入一块绿豆粒大小的钠块,向另一支试管中加入一小块已用砂纸打磨好的镁条,并分别向两支试管中滴入3滴酚酞溶液,观察现象。
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,用酒精灯加热至液体沸腾,滴入3滴酚酞溶液,然后观察现象。并与实验①中镁与冷水反应对照。
实验现象
实验解释
【得出结论】 。?
(2)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较
实验操作
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,观察现象。
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,观察现象。
实验现象
实验解释
【得出结论】 。?
【问题2-3】通过上面的实验探究及课本中关于钠、钾的实验,第三周期Si、P、S、Cl最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性比较,你得出了什么结论?
【评价反馈】
【练习1】下列关于碱金属元素铯及其化合物的说法中,不正确的是( )
A.氢氧化铯是一种强碱,比KOH的碱性强
B.铯与水或酸溶液反应剧烈,都生成氢气
C.Cs的还原性比Na的强,故Na+的氧化性强于Cs+的
D.Al的金属性强于Cs的
【练习2】下列关于同一短周期元素性质的说法中,正确的是( )
A.Na、Mg、Al失电子能力及其最高价氧化物对应的水化物的碱性均依次减弱
B.S的气态氢化物的酸性弱于Cl的,故非金属性:Cl>S
C.R、W为同一短周期元素,若ROH为强碱,则W(OH)2也为强碱
D.若HXO4为强酸,则同周期原子序数大于X的元素的含氧酸也一定为强酸
(2)同周期元素性质的递变规律。
续 表
主题
学习探究过程
提升素养
小结
1.通过实验活动,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?
2.探究物质性质的实验的基本步骤是什么?
核心素养专练
1.已知硒与氧、硫同主族,与溴同周期。下列关于硒的叙述中正确的是( )
A.硒的原子序数为34
B.硒的氢化物比HBr稳定
C.硒的非金属性比硫的强
D.硒的最高价氧化物对应的水化物显碱性
2.下列事实能判断金属元素甲的金属性一定比元素乙的强的有( )
①甲单质能与乙盐的溶液反应并置换出乙 ②甲、乙两元素原子的最外层电子数相同,且甲的原子半径小于乙的 ③甲、乙两短周期元素原子的电子层数相同,且甲的原子序数小于乙的 ④甲、乙两元素的最高价氧化物对应水化物的碱性:甲>乙 ⑤两单质分别与氯气反应时生成的阳离子,甲失去的电子数比乙的多
A.①②③④⑤ B.②
C.②⑤ D.①③④
3.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是( )
A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低
C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
D.Y的单质能将X从NaX溶液中置换出来
4.研究表明26Al可以衰变为26Mg,可以比较这两种元素的金属性强弱的方法是( )
A.比较这两种元素的单质的硬度和熔点
B.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氨水
C.将打磨过的镁条和铝片分别与热水作用,并滴入酚酞溶液
D.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别与热水作用
5.下列各组物质的性质比较,不正确的是( )
A.酸性强弱:HIO4>HBrO4>HClO4
B.原子半径大小:Na>S>O
C.碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH
D.金属性强弱:Na>Mg>Al
参考答案
课堂探究
[自主学习]
1.2Cs+2H2O2CsOH+H2↑
2.2Fe2++Br22Fe3++2Br-
[提升素养]结构决定性质
[知识回顾]D
一、探究同主族元素性质的递变
[问题1-1]相似性:卤素原子结构的最外层电子数为7。
递变性:核电荷数逐渐增大,核外电子层数增多,原子半径增大。
[问题1-2]核电荷数逐渐增大,核外电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减小,原子失电子的能力增强,得电子的能力减弱,即非金属性减弱。
[问题1-3]答案不唯一,合理即可。
[实验验证]
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。
向NaI溶液中滴入橙色的溴水后,溶液变褐色。
实验解释
2NaBr+Cl22NaCl+Br2
2NaI+Cl22NaCl+I2
2NaI+Br22NaBr+I2
[得出结论]卤素单质的氧化性:Cl2>Br2>I2。
[问题讨论]与NaBr溶液、NaI溶液反应的物质是氯水中的氯气,久置的氯水会变为稀盐酸。
二、探究同周期元素性质的递变
[问题2-1]第三周期元素从左到右,金属性减弱,非金属性增强;单质的还原性减弱,氧化性增强。
[问题2-2]答案不唯一,合理即可。
[实验验证]
实验现象
钠熔成小球,浮于水面,四处游动,有“嘶嘶”的响声,反应后溶液变红。银白色的镁条表面附着了少量无色气泡,溶液几乎不变红。
加热至沸腾后,有较多的无色气泡冒出,滴加酚酞溶液后,溶液变为粉红色。
实验解释
2Na+2H2O2NaOH+H2↑;镁与冷水发生微弱反应:Mg+2H2OMg(OH)2↓+H2↑
Mg+2H2O
Mg(OH)2↓+H2↑(加热)
[得出结论]钠、镁均能与水反应,钠比镁活泼,金属性:Na>Mg。
(1)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较
实验现象
产生白色沉淀
先产生白色沉淀,后白色沉淀溶解
实验解释
MgCl2+2NaOH
Mg(OH)2↓+2NaCl
AlCl3+3NaOH
Al(OH)3↓+3NaCl
Al(OH)3+NaOH
NaAlO2+2H2O
[得出结论]Mg(OH)2不溶于NaOH溶液;Al(OH)3溶于NaOH溶液。故碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3,证明金属性:Mg>Al。
[问题2-3]同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
小结:1.结构决定性质。 2.预测性质,设计方案,实验验证,得出结论。
[评价反馈][练习1]D [练习2]A
核心素养专练
1.A 2.D 3.C 4.C 5.A