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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。
?实验器材及药品
1．器材：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。
2．药品：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。
?实验过程与结论
1．同主族元素性质的递变
【实验步骤】(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溶液各滴入3滴新制的氯水，观察现象。
【实验现象】实验解释滴入浅黄绿色的氯水后，NaBr溶液由______色变为________色，NaI溶液由______色变为________色。
【实验解释】_____________________________________________、__________________________________________。(用化学方程式)
无
橙黄
无
黄褐
Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl
Cl2＋2NaI===I2＋2NaCl
【实验步骤】(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，观察现象。
【实验现象】向NaI溶液中滴入橙色的溴水后，溶液由______色变为________色。
【实验解释】__________________________________________。(用化学方程式)
【结论】由上述实验可知，Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是________________________，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是________________________，卤素原子的非金属性由强到弱的顺序是__________________。
无
黄褐
Br2＋2NaI===I2＋2NaBr
Cl2>Br2>I2
I－>Br－>Cl－
Cl>Br>I
2．同周期元素性质的递变
(1)比较钠和镁的金属性强弱。
【实验步骤】①钠与水的反应、镁与冷水的反应：用砂纸打磨掉镁条表面的氧化物，将两支盛有少量冷水的试管置于试管架上，向其中一支试管中加入一块绿豆粒大小的钠块，向另一支试管中加入一小块已用砂纸打磨好的镁条，并分别向两支试管中滴入3滴酚酞溶液，观察现象。
【实验现象】钠__________________________，滴加酚酞溶液____________。银白色的镁条____________________，滴加酚酞溶液______________。
与水剧烈反应并放出气体
溶液变红
表面附着少量气泡
溶液不变红
【实验解释】____________________________________________。(用化学方程式)
【实验步骤】②镁与热水的反应：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，然后观察现象。并与实验①中镁与冷水反应对照。
【实验现象】加热至沸腾后，有____________冒出，滴加酚酞溶液变为________。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
大量气泡
红色
【实验解释】__________________________________________。(用化学方程式)
【结论】钠、镁均能与水反应，钠比镁活泼，金属性：______________。
Na>Mg
(2)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较
【实验步骤】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，观察现象。
【实验现象】产生____________。
【实验解释】____________________________________________。 (用化学方程式)
【实验步骤】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，观察现象。
【实验现象】先产生____________，后____________。
白色沉淀
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
白色沉淀
沉淀溶解
【实验解释】
_________________________________________________________、________________________________________________________。(用化学方程式)
【结论】________________不溶于NaOH溶液，_________________溶于NaOH溶液，显示两性，故碱性：___________________________。
证明金属性：______________。
AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl
Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
Mg(OH)2
Al(OH)3
Mg(OH)2>Al(OH)3
Mg>Al
【问题与讨论】
问题1.画出并比较元素氟、氯、溴、碘的原子结构示意图，从微观上分析并解释实验现象。
它们的最外层电子数相同，所以化学性质相似；随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，所以元素的非金属性逐渐减弱。在非金属单质间的置换反应中，非金属性强的可以置换出非金属性弱的，所以上述反应可以发生。
问题2.画出并比较元素钠、镁、铝的原子结构示意图，从微观上分析并解释实验现象。
它们的电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，所以元素的金属性逐渐减弱。
(2024·广东深圳高一统考期末)某化学课外活动小组为了验证同主族元素Li、Na、K的金属性递变规律。进行如下实验探究。
●题点例练
序号 实验内容 实验现象
1 将绿豆大小的金属Li投入50 mL水中 Li与水反应快速，且有气泡生成
2 将绿豆大小的金属Na投入50 mL水中 Na与水反应比第1组剧烈，且有气泡生成
3 将绿豆大小的金属K投入50 mL水中
(1)预测第3组的实验现象是____________________________________________。
(2)已知Rb位于第五周期ⅠA族，则RbOH的碱性______KOH的碱性(填“<”或“>”)。
(3)某同学取适量可溶性铝盐与氨水(溶质为NH3·H2O)反应制备氢氧化铝，请写出该反应的离子方程式：________________________________________。
K与水反应比Na与水反应剧烈，且产生
气泡
>
(2024·广东深圳高一统考期末)某化学课外活动小组为了验证同主族元素Cl、Br、I的非金属性递变规律。进行如下实验探究。
甲方案 乙方案
操作 打开分液漏斗的活塞，烧瓶中产生黄绿色气体，蘸有KBr溶液的棉球变为橙黄色，湿润的淀粉KI试纸变蓝。 向A中通入少量Cl2充分反应后，A中液体为橙黄色，将A中液体滴入试管内，取下试管，充分振荡，静置，试管中现象为CCl4层变为紫红色。
(1)甲方案中发生多个化学反应，写出产生黄绿色气体的离子方程式：_________________________________________________________。
(2)以上两个方案，______(填“甲”或“乙”)方案的实验能证明非金属性：Cl>Br>I。
(3)除了利用卤素单质间的置换反应，以下陈述哪些可作为卤族元素非金属性递变规律的判断依据______(填字母)。
A．Cl2、Br2、I2的熔点逐渐升高　　　　　　
B．HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
C．AgCl、AgBr、AgI的固体颜色越来越深
D．Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强
乙
BD

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