第4章 实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变-【优化探究】2025-2026学年高中化学必修第一册同步导学案配套课件 人教版（2019）单选

优化探究 第四章　物质结构　元素周期律 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。 【实验用品】 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。 钠块、镁条、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1 mol·L-1 NaOH溶液、酚酞溶液。 【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,并分别向烧杯和试管中滴入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+2H2O===2NaOH+H2↑、Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑。 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)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较 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,观察到的现象是  　。  化学方程式:  　,  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,随着原子序数的增大,非金属性　　　　　　,金属性　　　　　　。 同一周期元素,从左到右,随着原子序数的增大,金属性　　　　　　,非金属性　　　　　　。  先产生白色沉淀,后白色沉淀溶解 AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl,Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4]　 Mg(OH)2>Al(OH)3 　Mg>Al 逐渐减弱　 逐渐增强　 逐渐减弱　 逐渐增强 【问题讨论】 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能生成二氧化碳,得出氯的非金属性大于碳的结论?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的水化物的酸性强弱,而盐酸是HCl的水溶液,不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物。 4.把一小块钠投入氯化镁溶液中,钠并不能置换出镁,能否说明钠元素的金属性不如镁? 提示:钠投入氯化镁溶液中,首先和水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH和MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀,不能说明Na的金属性不如Mg。 1.下列各组物质的性质比较不正确的是(　　) A.酸性:HClO4<HBrO4<HIO4 B.碱性:Mg(OH)2<NaOH<KOH C.还原性:Al<Mg<Na D.单质与氢气化合由易到难的顺序:Cl2、S、P、Si A HClO4、HBrO4、HIO4均为非金属元素最高价氧化物对应的水化物,因非金属性:Cl>Br>I,故酸性:HClO4>HBrO4>HIO4,故A不正确;因金属性:K>Na>Mg,故其最高价氧化物对应的水化物的碱性:Mg(OH)2<NaOH< KOH,故B正确;Al、Mg、Na为同周期元素,根据元素周期律可知,还原性:Al<Mg<Na,故C正确;Cl、S、P、Si为同周期元素,根据元素周期律可知,非金属性:Cl>S>P>Si,故其单质与氢气化合由易到难的顺序:Cl2、S、P、Si,故D正确。 2.中学化学中很多“规律”都可以类推,下列根据有关“规律”推出的结论正确的是(　　) A.Na在空气中燃烧会生成Na2O2,故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2 B.浓硫酸可以干燥HCl气体,故也可用浓硫酸干燥HI气体 C.硅是半导体材料,故同族的锗也是半导体材料 D.卤素单质的熔点随核电荷数的增加而升高,故碱金属单质的熔点也随核电荷数的增加而升高 C Li的金属性较弱,在空气中燃烧生成Li2O,故A错误;浓H2SO4具有强氧化性,可以氧化HI,故B错误;硅是半导体材料,同族的锗也在金属和非金属的分界线处,锗也是半导体材料,故C正确;碱金属单质的熔点随核电荷数的增加而降低,故D错误。 3.金属Na、Mg、Al有广泛的应用。 (1)Al在元素周期表中的位置是　 。  (2)金属镁可以用来生产金属铀(元素符号是U):UF4+2Mg U+2MgF2,该反应中,作为还原剂的物质是　　　　(填化学式,下同),被还原的物质是　　　　　。  第三周期第ⅢA族 Mg UF4 (3)为比较Na、Mg、Al的金属性,进行如下实验(金属固体均已打磨且表面积都相同): 实验1   钠与水反应剧烈,镁与水反应缓慢 实验2   镁与盐酸反应剧烈,铝与盐酸反应较剧烈 由实验1和实验2得出的结论是金属性:　　　　>　　　　>　　　　(填元素符号);用原子结构理论解释:同周期元素从左到右, 　  　。  Na　 Mg　 Al 原子半径逐渐减小,失电子能力逐渐减弱 4.验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,设计如下实验: (1)装置A中盛放的试剂是　　　　(填字母),反应的化学方程式是 　　　 　　　　　　　　。  A.Na2SO3溶液 B.Na2S溶液 C.Na2SO4溶液 B　 Cl2+Na2S===2NaCl+S↓ (1)装置A中盛放的试剂是Na2S溶液,发生反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓,可证明Cl的非金属性比S强。 (2)下列不能用于验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强的依据为　　　　(填字母)。  A.HCl比H2S稳定 B.HClO氧化性比H2SO4强 C.HClO4酸性比H2SO4强 D.铁与Cl2反应生成FeCl3,而硫与铁反应生成FeS B (2)HCl比H2S稳定,可说明Cl的非金属性强,故A正确;比较非金属性,应根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性,不能根据酸的氧化性强弱比较,故B错误;HClO4酸性比H2SO4强,可说明Cl的非金属性比S强,故C正确;铁与Cl2反应生成FeCl3,而硫与铁反应生成FeS,说明氯气的氧化性较强,则Cl元素的非金属性比S强,故D正确。 (3)若要验证非金属性:Cl>I,向装置A中加入淀粉碘化钾混合溶液,观察到装置A中溶液有　　　的现象,即可证明。用原子结构理论解释非金属性Cl>I的原因:同主族元素从上到下,　 　　 　　　　　。  变蓝 原子半径递增,得电子能力递减 (3)若要验证非金属性:Cl>I,向装置A中加入淀粉碘化钾混合溶液,观察到装置A中溶液有变蓝的现象,即可证明Cl2的氧化性比I2强,用原子结构理论解释非金属性Cl>I的原因:同主族元素从上到下,原子半径递增,得电子能力递减。 $$