元素性质递变规律的实验探究-课件

Li2O+H2O
②受热能分解，Li2CO3
Li2O+CO2↑
(4)钠 NaOH+Al(OH)3
NaAlO2+2H2O
解析 （2）在周期表中最高正价和最低负价相等的元素， 在第ⅣA族中出现，因为第ⅣA族的元素最外层是4个电子， 最高为+4价，最低为-4价。所以可以把H放在第ⅣA族中。 （3）Li和Mg元素处于对角线位置，性质相似，所以有关 Li的单质和化合物的性质，要结合Mg的单质及其化合物 的性质来考虑。Mg与水加热时能发生微弱的反应，生成
2.有X、Y两种元素，原子序数≤20,X的原子半径小于Y， 且X、Y原子的最外层电子数相同（选项中m、n均为 正整数）。下列说法不正确的是（ ）
A.若X、Y为非金属元素，则HmX稳定性比HmY稳定 性强
B.若X、Y为金属元素，则Y（OH）n碱性比X(OH)n碱 性强
C.若X元素形成的单质是X2,但Y元素形成的单质不一 定是Y2
线规则，推测锂及其化合物的性质：
①LiOH是否易溶于水？受热能否分解？若能，写出其
分解的化学方程式：
。
②Li2CO3受热是否分解？若能，写出其分解的化学方 程式：
。
（4）钠与铝比较，金属性较强的是
（填名
称），写出一个验证该结论的化学反应方程式：
。
答案 （1 (2)ⅣA
(3)锂、镁的位置见（1
①不溶于水，受热能分解，2LiOH
实验探究 元素性质递变规律的实验探究
探究元素的性质递变规律，主要是比较元素的金属性、 非金属性的强弱。其主要理论依据有： 1.元素的金属性与非金属性的对比分析 元素的金属性是指元素原子失电子能力的大小，或形成 化学键时成为阳离子的倾向大小，或价电子偏离的能力。 失电子能力越大或形成阳离子倾向越大，或价电子偏离 越远，其元素的金属性越强。相反，元素的非金属性就 越强，其原子越易得电子，或成键时形成阴离子的倾向 越大，或强烈吸引成键电子。
Mg（OH）2不溶于水，并且易分解生成MgO和H2O； MgCO3不稳定，受热易分解生成MgO和CO2,Li也具有以 上性质。(4)NaOH是强碱，Al（OH）3是两性氢氧化物， 可利用二者的反应说明钠的金属性强。
4.A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依
次增大；A元素的原子半径最小；B元素的最高价氧化
④单质跟氢气化合的难易程度、条件及生成的氢化物的稳
定性：越易与氢气反应，生成的氢化物也就越稳定，氢化
物的还原性也就越弱，说明其非金属性也就越强；
⑤与盐溶液之间的置换反应：非金属单质间的置换反应，
非金属甲把非金属乙对应的阴离子从其盐溶液中置换出来，
说明甲的非金属性比乙强，如Br2+2KI
2KBr
+I2；
（1）实验目的：
。
（2）实验用品：
仪器：
,
药品：
。
（3）实验内容：（填写题给信息表中的序号）
实验方案
实验现象 有关化学方程式
（4）实验结论：
。
（5）请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。
（6）请你补充两组简单易行的实验方案，证明此周期中
另外两种元素的性质递变规律。
解析 该题综合性很强，以实验探究的形式考查元素周 期律的知识，并且以实验方案设计的形式考查学生的思 维想象能力和创新能力。解答该题要认真审题，结合元 素化合物的性质和元素周期律的知识，系统分析，填出 （3）表中内容。再结合实验要求，得出实验目的、实验 所需仪器，综合分析，得出实验结论。结合元素周期律 的实质，分析（5）。该题中的实验对第三周期的元素进 行了实验探究，但没有涉及Si和P两种元素，结合Si、P两 元素在第三周期的位置和其性质、设计实验方案，证明其 非金属性的递变。可利用其最高价含氧酸的酸性，或利用 最高价含氧酸的钠盐的水解程度等方法。
2.比较元素金属性强弱的依据 ①同周期从左向右，随着核电荷数的增加，金属性减弱；
同主族由上到下，随着核电荷数的增加，金属性 增强； ②依据最高价氧化物对应的水化物碱性强弱：碱性愈强， 其元素的金属性也愈强； ③依据金属活动性顺序表（极少数例外）； ④常温下与酸反应的剧烈程度； ⑤常温下与水反应的剧烈程度； ⑥与盐溶液发生的置换反应；
(4)①在火箭推进器中装有液态B2A4和液态A2C2，已知
0.4 mol液态B2A4和足量液态A2C2反应，生成气态B2
和气态A2C，放出256.6 kJ的热量。试写出该反应的热
化学方程式：
。
②B2A4又称为肼，是一种可燃性液体，肼—空气燃料 电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%
的KOH溶液，该电池放电时的正极反应式为
滴加新制的氯水
溶液变成浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷 (C)反应不十分强烈,产生可燃
水反应
性气体
④镁带与2 mol/L的盐酸反 (D)剧烈反应,产生可燃性气体 应
⑤铝条与2 mol/L的盐酸反 (E)生成白色胶状沉淀，既而
应
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：
答案 开放实验题着重考查基础知识的掌握程度及思维的 方案一：用Mg条和Al丝分别与盐酸反应，观察其反应速 方案二：用Mg条和Al丝分别与NaOH溶液反应，观察是 方案三：分别向AlCl3溶液、MgCl2溶液中加入NaOH溶 方案四：将Mg条和Al丝靠在一起，插入稀HCl中，观察 其气泡产生的情况。
⑦高温下与金属氧化物间的置换反应； ⑧通过原电池的正、负极判定； ⑨通过电解池阴极放电顺序判定。 3.比较元素非金属性强弱的依据 ①同周期从左到右，随核电荷数的增加，非金属性增强； 同主族由上到下，随核电荷数的增加，非金属性 减弱； ②依据最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱：酸性愈 强，其元素的非金属性也愈强； ③依据其气态氢化物的稳定性：稳定性愈强，非金属性 愈强；
A.③④⑤⑦⑧⑨
B.③⑥⑦⑧
C.③⑥⑦⑧⑨
D.全部
解析 根据判断元素原子得失电子能力强弱的规律可以做 出判断：①②两项不能说明元素原子的得失电子能力强弱； ③是正确的；④项的顺序反了，应该是H2S的还原性比 HCl强；⑤项中HClO不是氯元素的最高价含氧酸；⑥项 的非金属单质在相同条件下与变价金属反应，产物中变价 金属的价态越高，说明非金属元素原子得电子能力越强； ⑦项是作为氧化剂的非金属单质在水溶液中置换出另一种 非金属单质；⑧项是利用元素在周期表中的相对位置进行 判断的；⑨项是利用逆向思维来进行判断的。 答案 C
B.比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
C.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
(2)A、B、C、E可形成两种酸式盐（均有四种元素组
成），两种酸式盐相互反应的离子方程式为
。
(3)A、C、E间可形成甲、乙两种微粒，它们均为负一
价双原子阴离子，且甲有18个电子，乙有10个电子，
则甲与乙反应的离子方程式为
。
D.若Y的最高正价为+m价，则X的最高正价一定为+m 价
解析 本题主要考查同一主族内元素性质递变规律与原子 结构的关系，考查考生灵活运用知识的能力。 依题意X、Y原子的最外层电子数相同，可知X、Y位于同 一主族，又因为X的原子半径小于Y，可知Y位于X的下面， 是什么元素则不能判断。可以采用举例法来回答本题，根 据规律“同主族元素从上到下非金属性越来越弱，其气态 氢化物的稳定性越来越弱；金属性越来越强，其最高价氧 化物的水化物的碱性越来越强”，可以推知A、B都是正 确的，如：HF比HCl稳定，KOH碱性大于NaOH；对于C， 如O元素的单质是O2，但S元素却能形成S8、S6、S4等同 素异形体，所以C正确；对于D，如S元素的最高正价为 +6价，而O元素的最高正价不是+6价；Cl元素的最高正 价为+7价，但F元素却没有正价，所以D不正确。 答案 D
先推出它们分别是：①为氮，②为氟，③为镁，④为铝，
⑤为硅，⑥为硫，⑦为氯，⑧为氩，⑨为钾，⑩为溴，
这样就可以很容易地回答所提问题。
答案 （1）Si Ar (2)K F (3)
2Al（OH）3+3H2SO4
Al2(SO4) 3+6H2O
Al（OH）3+KOH
KAlO2+2H2O
（4）将⑦单质（Cl2）通入盛有⑩的钠盐（NaBr）溶液
中，加入CCl4看CCl4层是否呈红棕色，若呈红棕色，则说
明Cl2氧化性大于Br2
迁移应用
1.下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素强的是
()
①HCl的溶解度比H2S大；②盐酸的酸性比氢硫酸 （H2S水溶液）强；③HCl的稳定性比H2S强；④HCl 的还原性比H2S强；⑤HClO的酸性比H2SO4强；⑥Cl2 与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS；⑦Cl2能 与H2S反应生成S；⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧； ⑨还原性：Cl-＜S2-
物对应水化物与其氢化物能生成盐；D与A同主族，且
与E同周期；E元素原子的最外层电子数是其次外层电
子数的 ，A、B、D、E这四种元素，每一种与C元
素都能形成原子个数比不相同的若干种化合物。请回答
下列问题：
(1)C和E两种元素相比较，非金属性较强的是（填元素
名称）
，可以验证该结论的是（填写编号）
；
A.比较这两种元素的常见单质的沸点
。
答案 (1)氧 B、C
(2)HSO3 +H+
点燃
⑥相互化合后的价态：如S+O2 SO2，说明O的非金
属性强于S; ⑦其他：如2Cu+S △
Cu2S,Cu+点Cl燃2
CuCl2，
所以Cl的非金属性强于S。
特别提醒 实验设计的要求：①安全易做;②原料经济、 常见;③现象明显、独特;④方案恰当、合理。
【实验探究1】试用实验室提供的下列试剂，设计两个原 理不同的简单实验（只要写出实验方案即可），证明镁 元素的金属性比铝强。 试剂：镁条、铝丝、AlCl3溶液、MgCl2溶液、稀HCl、 NaOH溶液。
答案 （1）验证第三周期元素从左到右金属性递
（2）试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴 管等镁带、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢 溶液、2 mol/L的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、 AlCl3
（3）实验内容：（填写题给信息表中的序号）
实验方案 ③ ① ④ ⑤ ⑥
②
实验现象 A B D C E
(6)方案一：测定0.1 mol/L的Na2SiO3、Na3PO4的pH, 由此判断两种盐溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸两种最 高价含氧酸的酸性强弱顺序，进而得出硅、磷两种元素非
方案二：在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液，可发生反应生成
【实验探究3】 下表为元素周期表的一部分，请回答有
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
3.（1）在下面元素周期表中画出金属元素与非金属元素 的分界线。
（2）根据NaH的存在，有人提议可把氢元素放在ⅦA
族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又
可把氢元素放在周期表中的第
族。
（3）已知在元素周期表中，某些主族元素与右下方的
主族元素的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。
请分别在周期表中标出元素锂、镁的位置，并根据对角
【实验探究2】 某同学做同周期元素性质递变规律实验 时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如 下表：
实验方案
实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸 水反应,再向反应后溶液中
滴加酚酞
(A)浮于水面,熔成一个小球, 在水面上无定向移动,随之消
失,溶液变红色
②向新制的H2S饱和溶液中 (B)产生气体,可在空气中燃烧,
2
①
②
3
③④⑤
⑥⑦⑧
4⑨
⑩
(1)⑤和⑧的元素符号是
和
；
（2）表中最活泼的金属是
，非金
属性最强的元素是
（3）表中能形成两性氢氧化物的元素名称是
，
分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑨最高价氧化物的水化
物反应的化学方程式
、
（4）请设计一个实验方案，比较⑦、⑩单质氧化性的强 弱：
。
解析 根据题给①~⑩元素在元素周期表中的位置可以首
F
有关化学方程式
2Na+2H2O
2NaOH+H2↑
Mg+2H2O
Mg(OH) 2+H2↑
源自文库
Mg+2HCl
MgCl2+H2↑
2Al+6HCl
2AlCl3+3H2↑
AlCl3+3NaOH 3↓+3NaCl Al(OH) 3+NaOH NaAlO2+2H2O
H2S+Cl2
Al(OH) 2HCl+S↓
(4)金属性：Na>Mg>Al；非金属性：Cl>S (5)Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最 外层电子数依次为1、2、3、6、7，原子半径随电子数增 多而减小，所以核对最外层电子的吸引力依次增强，失电