第4章 实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（人教版 双选）

实验活动3　同周期、同主族元素性质的递变 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。 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。 镁条、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、MgCl2溶液、AlCl3溶液、氨水、2 mol/L NaOH溶液、2 mol/L盐酸、酚酞溶液、蒸馏水。 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溶液呈橙色，NaI溶液呈褐色。 化学方程式：2NaBr＋Cl22NaCl＋Br2，2NaI＋Cl22NaCl＋I2。 (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变褐色。 化学方程式：2NaI＋Br22NaBr＋I2。 结论：卤素单质的氧化性：Cl2＞Br2＞I2。卤族元素的非金属性：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，用砂纸打磨掉镁条表面的氧化物，向盛有冷水的试管中加入一小块已用砂纸打磨好的镁条，并分别滴入3滴酚酞溶液，观察到烧杯中钠浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出响声，溶液变红色，试管内镁条表面产生少量气泡，镁条周围溶液变为浅红色。 化学方程式：2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑、Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。 ②向一支试管加入少量冷水，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，观察到的现象是有较多的无色气泡冒出，溶液变为浅红色。 结论：与水反应的剧烈程度：Na＞Mg，金属性：Na＞Mg。镁与热水反应速率比冷水快。 (2)比较Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱 ①向一支试管中加入少量MgCl2溶液，然后逐滴滴加2 mol·L－1 NaOH溶液直至过量，观察到的现象是产生白色沉淀。 化学方程式：MgCl2＋2NaOHMg(OH)2↓＋2NaCl。 用书⬇第121页 ②向另一支试管中加入少量AlCl3溶液，然后逐滴滴加2 mol·L－1 NaOH溶液直至过量，观察到的现象是先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解。 化学方程式：AlCl3＋3NaOHAl(OH)3↓＋3NaCl、Al(OH)3＋NaOHNa[Al(OH)4]。 ③ⅰ.取实验①得到的白色沉淀置于试管中，并向试管中滴加过量的2 mol/L盐酸，观察到的现象是沉淀溶解。该反应的离子方程式：Mg(OH)2＋2H＋Mg2＋＋2H2O。 ⅱ.向另一支试管中加入少量AlCl3溶液，滴加适量的氨水，产生白色沉淀，再向试管中滴加过量的2 mol/L盐酸，观察到的现象是白色沉淀溶解。该过程发生反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3N、Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O。 Mg(OH)2能溶于盐酸，不溶于NaOH溶液；Al(OH)3既溶于NaOH溶液，又溶于盐酸，显两性。 结论：碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3； 金属性：Mg＞Al。 (1)同一主族元素，从上到下，随着原子序数的增加，非金属性逐渐减弱，相应的金属性逐渐增强。 (2)同一周期元素，从左至右，随着原子序数的增加，金属性逐渐减弱，相应的非金属性逐渐增强。 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，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，同周期或同主族的原子结构呈现周期性变化，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生成了二氧化碳，得出非金属性氯大于碳？原因是什么？ 提示：否，比较元素非金属性强弱应该比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，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。 1.下列各组物质性质比较不正确的是(　　) A.酸性强弱：HClO4＜HBrO4＜HIO4 B.碱性强弱：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 答案：A 解析：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符合题意；因金属性：K＞Na＞Mg，故其最高价氧化物对应水化物的碱性：Mg(OH)2＜NaOH＜KOH，故B不符合题意；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不符合题意；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不符合题意。 2.为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某学习小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。 实验过程： Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。 Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。 Ⅳ.…… 回答问题： (1)A中产生黄绿色气体，实验室在加热条件下制取该气体的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)验证氯气的氧化性强于碘单质的实验现象是　　　　　　　　　　　　　。 (3)C中溶液发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　。 学生用书⬇第122页 (4)过程Ⅲ实验的目的：甲同学认为试管B的作用就是吸收尾气，防止多余Cl2污染空气，因此B中盛装的最佳试剂应该为　　　　　　　。 乙同学经分析认为，B中溶液由黄色变为棕红色，发生反应为Cl2＋2NaBr2NaCl＋Br2，以此说明C中　　　　　　　，从而得出D中氧化I－的氧化剂必为　　　　，因此B装置是必不可少的。 (5)过程Ⅳ为打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下试管D振荡，静置，观察到的现象为　　　　　　　，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的本质原因：同主族元素从上到下随着　　　　　　　　，得电子能力逐渐减弱。 答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(2)淀粉-KI试纸变蓝 (3)Cl2＋2Br－Br2＋2Cl－ (4)氢氧化钠溶液　无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰　Br2　(5)CCl4层溶液变为紫红色　Br2＋2I－I2＋2Br－　(6)原子半径逐渐增大 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＋2MgU＋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　　　　。 (3)为比较Na、Mg、Al的金属性，进行了如下实验(金属固体的表面积都相同)： 实验1 实验2 钠与水反应剧烈，镁与水反应缓慢 镁与盐酸反应剧烈，铝与盐酸反应缓慢 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，　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)第三周期第ⅢA族　(2)Mg　UF4 (3)Na　Mg　Al　原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱 学科网（北京）股份有限公司 $