内容正文:
第3节 元素周期表的应用
第1课时 认识同周期元素性质的递变规律
课程标准解读
1.以第3周期元素为例,掌握同周期元素性质的递变规律。
2.能运用原子结构理论初步解释同周期元素性质的递变规律。
3.通过“第3周期元素原子得失电子能力的比较”的探究,培养设计实验和实验操作的能力。
知识点一 第3周期元素原子得失电子能力的比较
1.钠、镁、铝元素原子失电子(金属性)能力的比较
(1)钠、镁、铝与水或酸反应的实验探究
实验项目
与水反应
与酸反应
实验内容
实验现象
常温下,反应剧烈,酚酞变红色
加热反应缓慢,酚酞变浅红色
反应剧烈,生成大量气体
反应较剧烈,生成气体
实验结论
失电子能力:Na>Mg
失电子能力:Mg>Al
结论
失电子能力:Na>Mg>Al
(2)氢氧化镁、氢氧化铝碱性强弱的实验探究
实验项目
与酸反应
与碱反应
实验内容
实验现象
两种沉淀都溶解
Mg(OH)2沉淀不溶解,Al(OH)3沉淀溶解
反应原理
Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O、Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
实验结论
碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3
结论
失电子能力:Mg>Al
2.Si、P、S、Cl元素原子得电子能力(非金属性)的比较
元素
Si
P
S
Cl
与H2反应
高温,很难反应
磷蒸气和氢气反应
加热时硫和氢气缓慢反应
光照或点燃的条件下反应
气态氢化物
化学式
SiH4
PH3
H2S
HCl
稳定性
不稳定
不稳定
较稳定
稳定
从Si到Cl,单质与氢气化合越来越容易,气态氢化物的稳定性逐渐增强
最高价氧化物对应的水化物
化学式
H2SiO3
H3PO4
H2SO4
HClO4
酸性
难溶于水,弱酸
中强酸
强酸
酸性比H2SO4强
从Si到Cl,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
结论
从Si到Cl,原子得电子能力逐渐增强
学生用书第21页
[判断正误](正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Na、Mg、Al的最高价氧化物对应水化物均为强碱。(×)
(2)PH3的稳定性比SiH4强。(√)
(3)酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4。(√)
(4)最外层电子数:Na<Al,原子半径:Na<Al。(×)
(5)同周期中,第ⅠA族元素(H除外)金属性最强,第ⅦA族元素非金属性最强。(√)
(6)已知酸性:盐酸>碳酸>硅酸,则证明元素原子得电子能力:Cl>C>Si。(×)
(一)为探究Na、Mg、Al的活动性顺序,某课外小组同学进行了如下实验:
实验步骤
1.将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中。
2.将一小段用砂纸打磨后的镁带放入试管中,加入少量水,加热至水沸腾,冷却后,向试管中滴加酚酞溶液。
3.将一小段镁带投入稀盐酸中。
4.将一小片铝投入稀盐酸中。
实验现象
①剧烈反应,迅速生成大量的气体。
②浮在水面上,熔成小球,不断游动,小球渐小且最终消失,溶液变红。
③反应不剧烈,产生无色气体。
④有气体产生,溶液变成红色。
问题1 在下表中填写与实验步骤相对应的实验现象的序号:
实验步骤
1
2
3
4
实验现象
提示: 金属钠、镁、铝位于同一周期,按照从左到右的顺序失电子能力逐渐减小,与水及酸反应置换出氢气越来越难。所以,1对应的现象为②,2对应的现象为④,3对应的现象为①,4对应的现象为③。
实验步骤
1
2
3
4
实验现象
②
④
①
③
问题2 由上述实验可得出什么结论?
提示: 根据金属和酸以及水反应的剧烈程度,可以知道金属活动性顺序为Na>Mg>Al,即实验结论是Na、Mg、Al金属性逐渐减弱。
问题3 用原子结构理论对上述实验结论进行解释。
提示: 同周期主族元素从左到右核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐减小,原子核对核外电子的吸引力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱,金属性逐渐减弱。
(二)为了探究元素非金属性强弱,某同学设计了下图所示的装置,可比较HNO3、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,进而比较氮、碳、硅元素非金属性强弱。
供选择的试剂:稀硝酸、稀硫酸、碳酸钙固体、硅酸钠溶液、澄清石灰水、饱和碳酸氢钠溶液。
问题1 锥形瓶中装有某可溶性正盐,a中盛放何种试剂?
提示: 锥形瓶中盛