2025年高中化学新教材同步 必修第一册 第4章　第3节　实验活动3　同周期、同主族元素性质的递变.docx

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、2mol·L－1NaOH溶液、2mol·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+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NaI溶液变褐色。

化学方程式:2NaI+Br22NaBr+I2。

结论:卤素单质的氧化性:Cl2Br2I2。卤族元素的非金属性:ClBrI。

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+2H2O2NaOH+H2↑、Mg+2H2OMg(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:NaMg,金属性:NaMg。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2mol·L－1盐酸，向另一支试管中滴加2mol·L－1NaOH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2mol·L－1盐酸，向另一支试管中滴加2mol·L－1NaOH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：MgAl。

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:Cl2Br2I2

C.若用久置的氯水进行上述实验,实验现象与