第一章 第3节 第3课时 预测元素及其化合物的性质-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂教师用书word（鲁科版）

第3课时　预测元素及其化合物的性质 课程标准 核心素养 1.认识原子结构、元素性质以及元素在元素周期表中位置的关系 2．初步学会利用元素周期表，分析、比较、预测元素及其化合物之间的性质 3．体会元素周期律(表)在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用 ①证据推理与 模型认知 结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，运用“位—构—性”的关系解释或推测物质的组成、结构、性质与变化 ②科学态度与 社会责任 能结合有关资料说明元素周期表对合成新物质，寻找新材料的指导作用 [知识梳理] 一、根据同周期、同主族元素性质的递变规律预测硅的性质 1．性质的预测 (1)硅元素的原子结构及性质分析 原子结构 示意图 最高 正价 最低 负价 元素类别 得电子 能力 　　 　＋4　 　－4　 　非金属　元素 较　弱　 (2)性质预测 硅及其化合 物的化学式 化学性质预测 预测依据 Si 化学性质不活泼，但是在一定条件下能与　氧气　等发生化学反应，由于其性质的特殊性，还具有独特的性质 与碳元素同主族，与　碳　单质具有相似的化学性质 SiO2 具有　酸性　氧化物的通性，能与碱、碱性氧化物等发生反应，具有一定的特性 与碳元素同主族，与　CO2　具有相似的化学性质 H2SiO3 具有酸的性质，能与碱反应，但酸性较弱，酸性　弱于　碳酸 同主族元素性质的相似性和递变规律 2．化学性质验证 (1)单质硅的化学性质 ①常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF、强碱(如NaOH)溶液反应。 Si＋　2　F2===　SiF4　， Si＋　4　HF===　SiF4↑＋2H2↑　， Si＋2NaOH＋H2O===　Na2SiO3＋2H2↑　。 ②加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)发生反应。 Si＋O2　SiO2　。 (2)SiO2的化学性质 ①具有酸性氧化物的通性 a．常温下SiO2与强碱溶液反应生成盐和水： SiO2＋2NaOH===　Na2SiO3＋H2O　； b．高温下SiO2与碱性氧化物反应生成盐： SiO2＋CaO　CaSiO3　。 ②弱氧化性：SiO2＋2C　Si(粗)＋2CO↑　。 ③特性：与氢氟酸(HF)反应 SiO2＋　4　HF===　SiF4↑＋2H2O　。 此反应常被用来刻蚀　玻璃　。 二、元素周期表的应用 1．科学预测 根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构，预测其主要性质，为研究物质结构、发现新元素、合成新物质等提供许多有价值的指导。 2．在生产生活中的应用 利用元素周期表寻找新材料。 将下面左右两侧对应内容连线： 硅及其化合物的特性 1．硅的特性 (1)一般情况下，非金属单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅熔、沸点高，硬度大；非金属单质一般不导电，但Si为半导体，有一定的导电能力。 (2)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si却能与HF反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (3)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (4)非金属单质跟碱液的作用一般非金属单质既作氧化剂又作还原剂，且无H2放出，但Si与碱液(如NaOH溶液)反应只作还原剂，且放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 2．硅的化合物的特性 (1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接用它与水反应来制取H2SiO3。 (2)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的却很高。 (3)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 (4)H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因是CO2是低沸点、易挥发的气体，SiO2是高沸点、难挥发的固体。 (5)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3却难溶于水。且易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 [典例示范] [典例1] 如图，已知：①单质E是一种半导体材料，可用于制造太阳能电池；②化合物F是不成盐氧化物；③化合物I是一种酸，它能够跟氧化物A发生反应，④2F2＋2H2O===4HF＋O2。据此，请回答下列问题： (1)化合物F为　________　。 (2)化合物I为　________　。 (3)反应③的化学方程式为___________________________________________________。 [解析]　由题干中信息①②并结合框图中的反应①可推知E和F分别为Si和CO。反就①为SiO2＋2CSi＋2CO↑，则氧化物A是SiO2，它能与氢氟酸反应，不与其他酸反应，由此可判断化合物I为HF，结构框图转化关系可推出C为H2O，D为F2，G为H2，H为O2。 [答案]　(1)CO　(2)HF　(3)2H2＋O22H2O [知识总结]　硅及其化合物的特殊性 (1)硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。 SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (2)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然。 Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (3)一般情况下，活泼金属与酸发生置换反应生成氢气，非金属单质与非氧化性酸不反应，但硅例外。 Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (4)一般情况下，酸性氧化物不与酸反应，但SiO2能与氢氟酸反应。 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 (5)一般情况下，较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应，制得较弱的酸，如Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。但制玻璃时却发生了下列反应： Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑。 (6)SiO2是熔点最高的非金属氧化物，H2SiO3是常温下呈固态的酸。 (7)硅酸钠叫泡花碱，但它是盐，水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的成分并不相同。 (8)硅与烧碱溶液反应的实质和铝与烧碱溶液反应的实质相似，其中的氧化剂都是水。 (9)硅具有“亲氟”性： Si＋2F2===SiF4　Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O [学以致用] 1．下列关于硅的说法中，错误的是(　　) A．硅是非金属元素，它的晶体单质是灰黑色有金属光泽的固体 B．单质硅和金刚石结构相似，但比金刚石硬度小，熔点低 C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应 解析：C　[硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅原子与碳原子最外层电子数相同，晶体结构相似，但硅晶体比金刚石的硬度小，熔点低；硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但能与氟气、氢氟酸和NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅还能与氯气、氧气等非金属发生反应。] “预测元素性质”的基本方法 1．由原子序数确定元素位置的规律 只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。 (1)若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的ⅠA族或ⅡA族，如88号元素：88—86＝2，则应在第7周期ⅡA族； (2)若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的ⅦA族～ⅢA族，如84号元素应在第6周期ⅥA族； (3)若预测新元素，可与未发现的稀有气体元素(118号)比较，按上述方法推测知：114号元素应为第7周期ⅣA族。 2．性质与位置互推问题是解题的关键 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括： (1)元素的金属性、非金属性。 (2)气态氢化物的稳定性。 (3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 (4)金属与H2O或酸反应的难易程度。 3．结构和性质的互推问题是解题的要素 (1)最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。 (2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。 (3)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。 [典例示范] [典例2]　锗(Ge)是第4周期ⅣA族元素，门捷列夫把它命名为类硅，处于周期表中金属区与非金属区的交界线上，用于制造晶体管及各种电子装置。主要的终端应用为光纤系统与红外线光学，也用于聚合反应的催化剂，电子用途与太阳能电力等。铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石、泥土和泉水中都含有微量的锗。下列叙述正确的是(　　) A．锗是一种金属性很强的元素 B．锗的单质具有半导体的性能 C．锗化氢(GeH4)稳定性很强 D．锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸 解析：B　[锗处于金属区与非金属区的交界线上，元素金属性和非金属性都较弱，反应中既不易得电子，也不易失去电子，常用于作半导体材料；锗化氢(GeH4)稳定性很弱；锗和硅处于同一主族，主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱，则硅的非金属性大于锗，非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，所以锗酸酸性比硅酸弱，为弱酸，碳酸溶于水，硅酸不溶于水，推知锗酸(H4GeO4)应难溶于水，故D错误。] [学以致用] 2．科学家根据元素周期律和原子结构理论预测，原子序数为114的元素位于第7周期ⅣA族，称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质预测正确的是(　　) A．类铅元素原子的最外层电子数为6 B．其常见价态为＋4价、－4价 C．它的金属性比铅强 D．它的原子半径比铅小 答案：C　[根据同主族元素的相似性和递变规律可知，C项正确。] 　　 　元素“位—构—性”三者之间的关系 同一元素的“位置、结构、性质”之间的关系可表示如下： 应用“位置、结构、性质”三者之间的关系解答问题时要注意以下几个方面： 1．元素的原子结构与元素在周期表中位置的关系 结构→位置 2．原子结构与元素性质的关系 原子 3．元素性质与元素在周期表中位置的关系 位置 性质 [典例示范] [典例3] 如图是元素周期表的一部分，关于元素X、Y、Z的叙述正确的是(　　) ①X的气态氢化物与Y的最高价氧化物对应的水化物能发生反应生成盐　②Y、Z的气态氢化物的水溶液的酸性：Y＜Z　③Z的单质在常温下是液体，可与铁粉反应　④Z的原子序数比Y大19　⑤Z所在的周期中含有32种元素 A．①②③④　　　　　　 B．①②③④⑤ C．只有③ D．只有①④ 解析：A　[根据元素周期表的结构，可知R为He，X为N，Y为S，Z为Br；2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4，氢硫酸的酸性小于氢溴酸；Br2在常温下是液体，能与铁粉反应；Br的原子序数为35，S的原子序数为16；Br处于第4周期，该周期包括18种元素。] [规律总结]　解答元素推断题时，要充分利用已知条件，先“化整为零，各个击破”，确定出具体的元素；再“化零为整，纵横比较”。比较元素的性质时，要注意位置。同一周期“看左右”递变，同一主族“看上下”递变。 [学以致用] 3．下表是周期表中的一部分，根据A～M在周期表中的位置，按要求回答下列问题(用相关的元素符号或分子式表示)： 　　族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 1 A 2 B C D E 3 F G H I J K L (1)表中元素，只有负化合价而无正化合价的元素是 ________________________________________________________________________， 氧化性最强的单质是　________　，化学性质最不活泼的元素是　________　，金属性最强的单质与水反应的化学方程式是____________________________________________。 (2)最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是　________　，呈两性的是　________　。 (3)用G和H的单质与同浓度的盐酸反应，根据产生气体的快慢来比较G、H金属性的强弱，写出反应的化学方程式：__________________________________________， ________________________________________________________________________。 (4)B最高价氧化物对应水化物的化学式为________________________________， I最高价氧化物对应水化物的化学式为__________________________________， 用化学方程式表示比较二者酸性强弱的方法：__________________________ ________________________________________________________________________。 解析：根据元素周期表中的位置可知：A～L 12种元素分别为：H、C、N、F、Ne、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl。在这12种元素中，F是非金属性最强的元素，只有负价而无正价，其单质的氧化性最强，Ne是稀有气体元素，化学性质最不活泼；金属性最强的是Na。最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4，呈两性的是Al(OH)3。通过Mg、Al分别与等浓度的盐酸反应来比较Mg、Al金属性的强弱。H2CO3的酸性强于H2SiO3，可通过反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓证明。 答案：(1)F　F2　Ne　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ (2)HClO4　Al(OH)3 (3)Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (4)H2CO3　H2SiO3　Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓ 1．下列说法正确的是(　　) A．SiO2既可以和NaOH溶液反应，也可以和HF溶液反应，所以SiO2是两性氧化物 B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶 C．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池 D．陶瓷的烧制不涉及化学变化 解析：B　[A.SiO2是酸性氧化物，与NaOH反应生成盐和水，而与HF反应生成物不是盐，为其特性，故A错误；B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸反应生成硅酸，硅酸是白色胶状物，故B正确；C.晶体硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，石英是二氧化硅，不导电，故C错误；D.烧制陶瓷的主要原料是黏土，烧制陶瓷的过程中有新物质生成，属于化学变化，故D错误；答案选B。] 2．下列说法不正确的是(　　) A．水泥是建筑工业的基础材料，可用黏土、石灰石等原料来制得 B．二氧化硅常温下可与NaOH溶液反应 C．硅酸钠溶液中通入足量的CO2气体后，溶液中不会出现沉淀 D．利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能 解析：C　[A.生产水泥用到的原料是石灰石、黏土等，故A正确，不符合题意；B.二氧化硅是酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，故B正确，不符合题意；C.强酸制弱酸，盐酸的酸性强于硅酸，所以向硅酸钠溶液中滴加稀盐酸，生成溶于水的硅酸，所以溶液中会出现沉淀，故C错误，符合题意；D.硅是半导体材料，能把太阳能转化为电能，故D正确，不符合题意；故选C。] 3．如果发现了原子序数为114的元素，下列对它的叙述中正确的是(　　) ①位于第7周期　②非金属元素　③最外电子层有4个电子　④没有放射性　⑤属于IVA族元素　⑥属于锕系元素 A．①③⑤　　　　 B．②⑥ C．①③⑥ D．③④⑤ 解析：A　[①根据分析可知，该元素位于第7周期，故①正确；②同周期从上到下金属性增强，该元素为金属元素；②错误；③114号元素属于第IVA族元素，主族元素最外层电子数等于其主族序数，则该元素最外层有4个电子，故③正确；④第114号元素位于第7周期，第7周期元素都具有具有放射性，故④错误；⑤根据上述分析，该元素属于IVA族元素，故⑤正确；⑥89号至103号元素属于锕系元素，该元素不属于锕系元素，故⑥错误；正确的是①③⑤。答案选A。] 4．制取下列物质，无须利用二氧化硅的是(　　) A．玻璃 B．水泥 C．粗硅 D．光导纤维 解析：B　[A.制玻璃要用SiO2和Na2CO3、CaCO3反应生成Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的混合物，A项不选；B.水泥用硅酸盐， B项选；C.制粗硅的反应原理为SiO2＋2CSi＋2CO↑，C项不选；D.光导纤维的原料是二氧化硅，D项不选；答案选B。] 5．碱金属元素在科学研究和生产生活中有着广泛用途。 (1)锂是最轻的金属，如果用锂做一架飞机，两个人就可以抬动。锂在元素周期表中的表示如图所示，填写以下空格： ①Li在元素周期表中的位置：　________　。 ②6.941的意义：____________________________________________________。 (2)光电管是利用碱金属铯受到光照射时能形成电流这一光电效应的性质制成的。 ①完成铯的原子结构示意图：铯： ②下列有关铯的说法正确的是　________　。 A．其单质在常温下与水反应不如钠剧烈 B．其原子半径比钾原子半径小 C．其氢氧化物的水溶液不能使氢氧化铝溶解 D．其碳酸盐易溶于水 解析：(1)Li原子序数为3，位于第2周期ⅠA族，图中6.941的意义是锂元素的相对原子质量。 (2)主族元素铯的L层应排8个电子，铯属于碱金属，最外层电子数为1，将所有电子数加和为55，所以核电荷数为55，由Na→K→Cs，原子序数依次增大，原子半径依次增大，失电子能力依次增强，所以铯与水反应比钠强烈，其氢氧化物的碱性强于NaOH、KOH，所以可使Al(OH)3溶解；Na2CO3、K2CO3都易溶于水，所以Cs2CO3易溶于水。 答案：(1)①第2周期第ⅠA族　②锂元素的相对原子质量　(2)①　②D 1．下列哪些材料是新型无机材料(　　) ①氧化铝陶瓷　②氮化硅陶瓷　③碳化硅陶瓷　④氮化铝陶瓷　⑤氮化钛陶瓷　⑥硅化硼陶瓷　⑦二硅化铜陶瓷 A．仅①②③　　　　 B．仅①③④⑤ C．仅①⑤⑥ D．全部 解析：D　[①氧化铝陶瓷②氮化硅陶瓷③碳化硅陶瓷④氮化铝陶瓷⑤氮化钛陶瓷⑥硅化硼陶瓷⑦二硅化铜陶瓷都属于新型无机材料。故选D。] 2．下列说法正确的是(　　) A．向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：SiO＋SO2＋H2O===H2SiO3↓＋SO B．玻璃容器可长期盛放各种酸 C．氢氟酸刻蚀玻璃涉及化学变化 D．利用如图所示装置进行实验能得出实验结论：酸性硝酸>碳酸>硅酸 解析：C　[A.二氧化硫过量时生成HSO，故A错误；B.玻璃容器不可盛放氢氟酸，故B错误；C.氢氟酸刻蚀玻璃的原因是氢氟酸与玻璃的主要成分二氧化硅发生化学反应，故C正确；D.挥发出来的硝酸也能使硅酸钠溶液生成硅酸沉淀，故D错误。故答案为C。] 3．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(　　) A．X可用作木材防火剂 B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4 C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替 D．步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行 解析：D　[A.硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，故A正确；B.硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，所以步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，故B正确；C.碳酸、硫酸的酸性都强于硅酸，都能够与硅酸盐反应生成硅酸，因此步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替，故C正确；D.灼烧固体应在坩埚中进行，故D错误；故选D。] 4．元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置。下列说法正确的是(　　) A．周期表中金属与非金属分界线附近的元素都属于过渡元素 B．周期表中金属与非金属分界线附近元素具有一定的金属性和非金属性 C．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高 D．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 解析：B　[A.位于金属与非金属分界线附近的元素具有一定的金属性与非金属性，过渡元素为副族元素与Ⅷ族，选项A错误；B.位于元素周期表中金属和非金属元素的分界线的附近的元素既有金属性又有非金属性，选项B正确；C.离核较近的区域能量较低，多电子原子中，能量高的电子在离核较远的区域内运动，选项C错误；D.O元素、F元素一般没有正化合价，选项D错误；答案选B。] 5．W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大。W、Z同主族，X、Y、Z同周期，Z元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，Y的单质是制造太阳能电池板的重要材料。下列说法正确的是(　　) A．简单离子的半径：Z>X>W B．简单氢化物的沸点：W<Z C．氧化物对应水化物的酸性：Y>Z D．Y与W形成的化合物可与CaO反应 解析：D　[Y的单质是制造太阳能电池板的重要材料，则其为硅；Z元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，则其为硫；W、Z同主族，则W为氧。A.X为Na、Mg、Al中一种元素，根据“径大序小”原则可知简单离子的半径Z＞W＞X，A不正确；B.水分子间能形成氢键，简单氢化物的沸点：W>Z，B不正确；C.不管S的氧化物对应水化物是硫酸还是亚硫酸，其酸性都比硅酸强，C不正确；D.Y与W形成的化合物SiO2在高温条件下，可与CaO反应，D正确。故选D。] 6．美国“9.11”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难……石棉污染，使吸入石棉纤维者易患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2，x、y的值分别为(　　) A．5、8 B．8、3 C．3、8 D．8、5 解析：A　[根据化合物中元素化合价代数和为0分析，有4＋2x＋4y＝44＋2，即x＋2y＝21，则x为奇数，结合答案，当x为3时，y为9，故C错误；当x为5，y为8，故A正确。故选A。] 7．(双选)“北大富硒康”中含有微量元素硒(Se)，对人体有保健作用。已知硒为第4周期ⅥA族元素，根据它在周期表中的位置推测硒不可能具有的性质为(　　) A．硒化氢很稳定 B．硒化氢的水溶液显弱酸性 C．得电子能力强于硫 D．其最高价氧化物的水化物酸性强于砷弱于溴 解析：AC　[根据同主族元素性质可以推出其化合物性质的变化规律，ⅥA中硫的氢化物H2S不稳定，因此硒化氢不稳定；根据元素得电子能力越强，对应的最高价氧化物的水化物酸性越强判断D项正确；同一主族中由上到下元素得电子能力逐渐减弱，所以C项错误。] 8．(双选)下列叙述不正确的是(　　) A．Ra是第7周期ⅡA族的元素，Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强 B．As是第4周期ⅤA族的元素，AsH3的还原性比NH3弱 C．Cs的原子半径比Na的大，与水反应Cs比Na剧烈 D．酸性HNO3<H3PO4 解析：BD　[根据同主族元素性质递变规律，Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2强；HNO3的酸性比H3PO4强；AsH3的还原性比NH3强；Cs与H2O反应比Na剧烈，故A、C正确，B、D错误。] 9．(双选)门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第4周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测非常准确。根据元素周期表，下列有关X性质的描述中错误的是(　　) A．X单质易与水剧烈反应 B．XO2可被碳还原为X C．X可能表现金属性和非金属性，可做半导体材料 D．XH4的稳定性比SiH4的高 解析：AD　[由题目信息推知，类硅与硅同在ⅣA族，并在硅的下一周期，根据同主族元素性质的相似性和递变规律，X单质不易与水反应，稳定性XH4＜SiH4。] 10．镭是元素周期表中第7周期ⅡA族元素，下列关于镭的性质描述不正确的是(　　) A．在化合物中呈＋2价 B．单质能与水反应放出氢气 C．氢氧化物呈两性 D．碳酸盐难溶于水 解析：C　[根据同主族元素性质既有相似性又有递变性规律，用相近位置熟悉元素来替换未知元素，用“以旧换新”方式来拓展认识，解决问题。ⅡA族元素原子最外层有2个电子，最高正化合价为＋2价，A正确。镁和热水反应放出氢气，Ra的金属性比Mg强，更易和水反应，B正确。Mg(OH)2、Ca(OH)2、Ba(OH)2均为碱，且碱性逐渐递增，故Ra(OH)2碱性更强，不可能为两性化合物，C不正确。MgCO3微溶于水、CaCO3、BaCO3不溶于水，可见溶解度减小，则RaCO3溶解度更小，难溶于水，D正确。] 11．氧族元素(ⅥA族)的各种性质可归纳整理如下(部分)： 　　元素 性质　　 8O 16S 34Se(硒) 52Te(碲) 单质沸点(℃) －183 444.6 685 1 390 主要化合价 －2 －2，＋4，＋6 －2，＋4，＋6 原子半径(nm) 0.074 0.102 0.116 0.143 单质与H2反应 点燃易化合 加热化合 加热难化合 不能直 接化合 回答下列问题： (1)氧原子的结构示意图为　________　，硫离子的结构示意图为　________　。 (2)碲的主要化合价可能有　________　。 (3)氧元素比硫元素的非金属性　________　(填“强”或“弱”)。请用化学方程式证明该结论：________________________________________________________________________。 (4)H2O2被Cl2氧化生成O2，H2O2经常作脱氯剂，用于消除水中的Cl2，写出该反应的化学方程式：_________________________________________________________。 解析：同主族元素性质相似，所以碲的主要化合价与S、Se可能相同。同主族元素，随原子序数的递增非金属性减弱，可用单质间的置换反应、氧化反应、氢化物的稳定性等进行证明。H2O2作脱氯剂时，被Cl2氧化生成O2，据此可写出对应反应的化学方程式。 答案：(1)　(2)－2、＋4、＋6 (3)强　2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S↓(合理即可)　(4)Cl2＋H2O2===2HCl＋O2 12．某研究性学习小组设计了下列实验验证元素非金属性的递变规律。甲同学根据“非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强”的规律设计了下图装置，以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。 甲同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，常温下可与铜反应；B是块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成。 (1)写出所选用物质的化学式：A：　____________　；B：　________　；C：　________　。写出烧杯中发生反应的离子方程式：_____________________________________________。 (2)乙同学对上述方案提出了质疑，它并不能证明碳和硅的非金属性强弱，乙同学的理由是________________________________________________________________________， 如果你赞同乙同学的质疑，请你补充改进方法： ________________________________________________________________________。 解析：因为酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，硝酸常温下可与铜反应，所以A是硝酸。根据“强酸制弱酸”原理可以判断B为难溶性碳酸盐，块状固体应为CaCO3，C为可溶性硅酸盐。(2)硝酸是挥发性酸，导致通入烧杯中的CO2中混进HNO3，白色沉淀的生成不一定是碳酸的原因，方案不严密。CO2通入烧杯前需要除去其中的酸雾，可在B和C间连接盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶。 答案：(1)HNO3　CaCO3　Na2SiO3 CO2＋SiO＋H2O===H2SiO3↓＋CO(或2CO2＋SiO＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO) (2)由烧瓶中生成的CO2中混有易挥发的硝酸，白色沉淀可能因硝酸而生成　在B和C间连接盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶 13．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。 Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：　________　与盐酸反应最剧烈，　________　与盐酸反应产生的气体最多。 (2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明非金属性：Cl　________　S(填“>”或“<”)，反应的离子方程式为_____________________________________________。 Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。 (3)仪器A的名称为　________　，干燥管D的作用为________________________。 (4)若要证明非金属性：Cl>I，C中为淀粉碘化钾混合溶液，B中装有KMnO4固体，则A中试剂为　________　，观察到C中溶液　________　(填现象)，即可证明非金属性：Cl>I。从环境保护的角度考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用　________　吸收尾气。 (5)若要证明非金属性是C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液。观察到C中溶液　________　(填现象)，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，HCl可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有　________　溶液的洗气瓶除去HCl。 解析：(1)三种金属中钾的金属性最强，因此钾与盐酸反应最剧烈；1 mol Na、Mg、Al与足量盐酸反应，分别可失去电子的物质的量为1 mol、2 mol、3 mol，因此铝与盐酸反应产生的气体最多。 (2)该反应为氯气置换出单质S的反应，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Cl2>S，所以非金属性：Cl>S，离子方程式为Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－。 (3)A用于向容器中滴加液体，名称为分液漏斗；利用干燥管球形部分可防止溶液的倒吸。 (4)要证明非金属性是Cl>I，装置B中应该有氯气生成，B中盛有高锰酸钾，因此A中的液体应为浓盐酸；C中有碘生成，淀粉遇碘变蓝，因此C中溶液变为蓝色。多余的氯气可用氢氧化钠溶液吸收。 (5)盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳，二氧化碳可以与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，因此可观察到C中有白色沉淀生成即可。由于盐酸易挥发出HCl气体，HCl也可以与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，因此要证明C的非金属性比Si的强，首先要除去二氧化碳中混有的氯化氢气体，可以添加盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除去氯化氢气体。 答案：(1)钾　铝　(2)>　Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－　(3)分液漏斗　防止倒吸　(4)浓盐酸　变蓝色　NaOH溶液　(5)产生白色沉淀　饱和NaHCO3 学科网（北京）股份有限公司 $