(讲义)第1章 第3节 实验探究课1 第3周期元素原子得失电子能力的比较-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(鲁科版2019)

【实验目的】 1．通过实验比较钠、镁、铝三种元素原子失电子能力的相对强弱。 2．认识对比实验中条件控制的重要性。 【实验用品】 仪器：烧杯，试管，表面皿，酒精灯，试管夹，小刀，镊子，玻璃片，滤纸等。 试剂：金属钠(切成小块)，表面积相同的镁条和铝条，稀盐酸，NaOH溶液，MgCl2溶液，AlCl3溶液，蒸馏水，酚酞溶液。 【实验步骤】 (1)取一小块金属钠投入盛有冷水的烧杯中，反应完毕后，向烧杯中滴加几滴酚酞溶液，观察现象。 (2)如下图，取一小段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，放入试管中，向试管中加3 mL水，并往水中滴2滴无色酚酞溶液，观察现象。然后，加热试管至水沸腾，观察现象。 (3)将上述(2)中镁条换成表面积相同的铝条(表面已除去氧化膜)再进行实验，观察现象。 (4)如下图，取一小段镁条和一小段铝条(表面积相同)，分别用砂纸和NaOH溶液除去表面的氧化膜，分别放入两支试管中，再各加入2 mL 1 mol·L-1的盐酸，观察发生的现象。 (5)如下图，取少量AlCl3溶液注入试管中，加入NaOH溶液至产生大量Al(OH)3白色絮状沉淀为止。将Al(OH)3沉淀分成两份分别盛在两支试管中，然后在两支试管中分别加入稀盐酸和NaOH溶液，观察现象。 (6)将(5)中的AlCl3溶液换成MgCl2溶液再进行(5)中的实验，观察现象。 【问题讨论】 1．选取金属时为什么要强调镁条和铝条的表面积相等，却没有强调对金属钠的要求？ 提示：金属钠与H2O反应时只能切成小块，如果表面积与镁、铝相等，则反应剧烈，易产生事故。 2．镁条和铝条的表面有一层致密氧化膜，反应前后对镁条、铝条作何处理？ 提示：镁、铝与水反应前，一定要认真除去表面的氧化膜，若氧化膜除不干净，反应就难以进行。前者用砂纸，后者用NaOH溶液。铝片用NaOH溶液处理后，一定要用蒸馏水把表面的NaOH溶液冲洗干净；否则带入的NaOH溶液会使酚酞溶液变红，影响实验效果。 3．氢氧化镁与氢氧化铝都是难溶于水的物质，如何判断金属镁和金属铝是否与水发生反应？ 提示：Mg与滴有酚酞的热水反应时，有浅红色出现，而Al与滴有酚酞的热水反应时，无浅红色出现，证明镁可与热水反应生成碱性物质，而铝不能与热水反应。 4．如何根据实验现象判定碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3? 提示：向MgCl2、AlCl3溶液中滴入少量NaOH，都看到白色沉淀，依据强碱制取弱碱的反应原理判断。碱性：NaOH>Mg(OH)2，NaOH>Al(OH)3。Mg(OH)2只能与HCl反应表现碱性，而Al(OH)3既可与HCl反应又可与NaOH反应，所以Al(OH)3具有两性。证明碱性Mg(OH)2>Al(OH)3。 【跟踪训练】 1．下列说法错误的是(　　) A．Na与Al为同周期元素，钠原子最外层有1个电子，铝原子最外层有3个电子，所以钠的金属性比铝强 B．Na与Mg为同周期元素，且Mg的核电荷数比Na的大，所以钠的金属性比镁强 C．NaOH为强碱，而Al(OH)3具有两性，所以钠的金属性比铝强 D．Zn＋2Fe3+===Zn2+＋2Fe2+，所以Zn的金属性比Fe强 D　[Zn＋Fe2+===Zn2+＋Fe才能说明金属性：Zn>Fe。] 2．同一短周期三种元素X、Y、Z，已知其气态氢化物分别是HX、H2Y、ZH3，则下列判断错误的是(　　) A．热稳定性：HX>H2Y>ZH3 B．还原性：HX>H2Y>ZH3 C．酸性：H3ZO4<H2YO4<HXO4 D．非金属性：X>Y>Z B　[同一周期，其气态氢化物分别是HX、H2Y、ZH3，自左到右分别为Z、Y、X，非金属性逐渐增强，因此非金属性：X>Y>Z。非金属性越强，气态氢化物越稳定，因此热稳定性：HX>H2Y>ZH3，故A正确；非金属性越强，气态氢化物越不易失电子，还原性越弱，故B错误；非金属性越强，最高价含氧酸酸性越强，酸性：H3ZO4<H2YO4<HXO4，故C正确；同一周期，其气态氢化物分别是HX、H2Y、ZH3，自左到右分别为Z、Y、X，非金属性逐渐增强，因此非金属性：X>Y>Z，故D正确。] 3．A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素，A和B的最高价氧化物对应的水化物均呈碱性，且碱性B>A，C和D的气态氢化物的稳定性C>D；E是这五种元素中原子半径最小的元素，则原子序数由小到大的顺序为(　　) A．A、B、C、D、E　　　 B．E、C、D、B、A C．B、A、D、C、E D．C、D、A、B、E C　[由题意知，最高价氧化物对应水化物的碱性B>A，A、B为金属元素，则原子序数B<A；气态氢化物的稳定性C>D，C、D为非金属元素，则原子序数D<C；同周期原子半径从左向右逐渐减小，则E的原子序数最大，故原子序数由小到大的顺序为B、A、D、C、E