第四章 第三节 实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（人教版 标准版通用）

本讲义聚焦同周期、同主族元素性质递变规律这一核心知识点，通过卤族元素单质置换反应（Cl₂与NaBr、NaI，Br₂与NaI）及第三周期Na、Mg、Al与水反应、氢氧化物性质实验，从现象观察到性质结论，构建“结构决定性质”的学习支架。 以实验探究为核心特色，通过Na与水剧烈反应、Mg(OH)₂不溶NaOH而Al(OH)₃可溶等实例，培养科学探究与实践能力，结合问题讨论（如新制氯水作用、非金属性比较方法）发展科学思维，强化化学观念。课中助力教师引导实证推理，课后练习题巩固规律应用，有效弥补认知盲点。

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。 【实验仪器】 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。 【实验药品】 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-1 NaOH溶液、2 mol·L-1盐酸 、酚酞溶液、蒸馏水。 【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溶液变橙黄色，NaI溶液变棕褐色。化学方程式：2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2，2NaI+Cl2===2NaCl+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NaI溶液变褐色。化学方程式：2NaI+Br2===2NaBr+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，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+2H2O===2NaOH+H2↑、Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑。 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，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。镁与热水反应比与冷水反应快。 (2)镁和铝的金属性、非金属性 ①向一支试管中加入MgCl2溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色沉淀为止。将Mg(OH)2沉淀分装在两支试管中，向一支试管中滴加2 mol·L-1 盐酸，向另一支试管中滴加2 mol·L-1 NaOH溶液，边滴加边振荡，观察到的现象是Mg(OH)2沉淀能溶于盐酸，不能溶于NaOH溶液。反应的化学方程式：Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O。 ②向另一支试管中加入AlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色沉淀为止。将Al(OH)3沉淀分装在两支试管中，向一支试管中滴加2 mol·L-1 盐酸，向另一支试管中滴加2 mol·L-1 NaOH溶液，边滴加边振荡，观察到的现象是Al(OH)3沉淀能溶于盐酸，也能溶于NaOH溶液。反应的化学方程式：Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O，Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4]。 结论：Mg(OH)2是中强碱；Al(OH)3是两性氢氧化物。这说明铝虽是金属，但已表现出一定的非金属性。金属性：Mg>Al。 综合以上实验可得出：同一主族元素，从上到下，随着原子序数的增加，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。 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，非金属性逐渐增强。 【问题和讨论】 1.实验中所用氯水为什么要用新制的？ 提示　氯水中存在反应：Cl2+H2OHCl+HClO，氯水久置，HClO会发生分解，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.为了比较氯元素与碳元素的非金属性强弱，可否用盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，得出非金属性氯大于碳？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水化物的水溶液。 4.把一小块钠投入到氯化镁溶液中，钠并不能置换出镁，能否说明钠元素的金属性不如镁？ 提示　钠投入到氯化镁溶液中，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.(2024·河南周口高一段考)在点滴板①②③三个孔穴中分别滴入3滴新制的氯水，再向②③中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液；向④⑤两个孔穴中分别滴入3滴溴水，向⑤中滴入3滴NaI溶液。下列关于该实验的说法正确的是(　　) A.上述实验中可以探究同主族元素性质的递变规律 B.①②③可得出氧化性：Cl2>Br2>I2 C.若用久置的氯水进行上述实验，实验现象与原实验现象完全相同 D.新制氯水中存在大量的次氯酸分子 答案　A 解析　②中发生反应：Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2，说明氧化性：Cl2>Br2；③中发生反应：Cl2+2NaI===2NaCl+I2，说明氧化性：Cl2>I2；⑤中发生反应：Br2+2NaI===2NaBr+I2，说明氧化性：Br2>I2；则可得出结论，非金属性：Cl>Br>I，A正确；由①②③可得出氧化性：Cl2>Br2和Cl2>I2，不能比较Br2和I2氧化性的强弱，B错误；久置的氯水由于HClO的分解，实际变成了稀盐酸，与NaBr、NaI都不反应，②③中实验现象与原实验现象不同，C项错误；溶于水的Cl2部分与水反应，故新制氯水中存在少量HClO分子，D错误。 2.将甲、乙两种金属的性质相比较，已知：①甲与H2O反应比乙与H2O反应剧烈；②单质甲能从乙的盐溶液中置换出单质乙；③甲的最高价氧化物对应的水化物碱性比乙的最高价氧化物对应的水化物碱性强；④与某非金属反应时甲原子失电子数目比乙原子失电子数目多；⑤甲单质的熔、沸点比乙的低；⑥高价阳离子氧化性甲比乙弱。能说明甲的金属性比乙强的是(　　) A.①④ B.①②③⑥ C.③⑤ D.①②③④⑤ 答案　B 解析　元素的金属性越强，其与水反应越剧烈，甲与H2O反应比乙与H2O反应剧烈，说明甲的金属性强于乙，故①正确；较活泼金属能置换出较不活泼金属，单质甲能从乙的盐溶液中置换出单质乙，说明甲的还原性强于乙，则金属性：甲强于乙，故②正确；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物碱性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性甲比乙强，说明甲的金属性强于乙，故③正确；金属性强弱与失电子难易程度有关，与失电子多少无关，与单质的熔、沸点高低无关，故④、⑤错误；元素的金属性越强，高价阳离子的氧化性越弱，高价阳离子氧化性甲比乙弱，说明金属性甲比乙强，故⑥正确。 3.某化学课外活动小组为了验证元素化学性质的递变规律，进行如下实验探究。 Ⅰ.探究1：验证同周期X、Y、Z三种元素金属性递变规律 实验内容 实验现象 各取1.0 g金属X和金属Z，分别加入到5 mL水中 金属X与水反应比金属Z剧烈 各取1.0 g的金属Z和金属Y(形状相同)，分别加入到5 mL 1.0 mol·L-1盐酸中 金属Z与盐酸反应比金属Y剧烈 通过实验验证三种元素金属性由强到弱的顺序是　　　　，则下列判断正确的是　　　　(填字母)。  A.原子序数：Y>Z>X B.原子的最外层电子数：X>Y>Z C.原子半径：Y>Z>X D.Y的最高价氧化物对应水化物的碱性最强 Ⅱ.探究2：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 (2)若要验证非金属性：Cl>I，装置A中加入淀粉碘化钾混合溶液，观察到装置A中溶液　　　　　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，　　　　 　　　。  答案　Ⅰ.X>Z>Y　A　Ⅱ.(1)B　Cl2+Na2S===2NaCl+S↓　(2)变蓝　原子半径递增，得电子能力递减 解析　Ⅰ.金属X与水反应比金属Z剧烈，说明X的金属性强于Z；金属Z与盐酸反应比金属Y剧烈，可说明金属性Z强于Y，则金属性：X>Z>Y。同周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，则原子序数：Y>Z>X，故A正确；原子序数：Y>Z>X，则原子的最外层电子数：Y>Z>X，故B错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径：X>Z>Y，故C错误；金属性：X>Z>Y，则X的最高价氧化物对应水化物的碱性最强，故D错误。Ⅱ.(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)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中溶液变蓝的现象，即可证明Cl2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。 学科网（北京）股份有限公司 $