资源简介

实验手册
最全课本实验手册系列丛书
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目录
（一）物质及其变化 .....................................................................................................................4
实验 1-1【P8，胶体实验】 .................................................................................................. 4
实验 1-2【P13，物质的导电性】 ........................................................................................ 5
实验 1-3【P16，Na2SO4与 BaCl2的反应】 ........................................................................ 5
（二）海水中的重要元素——钠和氯 .........................................................................................6
实验 2-1【P32，Na的物理性质】 .......................................................................................6
实验 2-2【P33，Na的燃烧实验】 .......................................................................................6
实验 2-3【P35，Na2O2与水的反应】 ................................................................................. 7
实验 2-4【P36，Na2CO3与 NaHCO3对比实验】 ...............................................................7
实验 2-5【P37，Na2CO3与 NaHCO3热稳定性实验】 .......................................................8
实验 2-6【P38，焰色反应实验】 ........................................................................................ 8
实验 2-7【P42，Cl2与 H2的燃烧实验】 .............................................................................9
实验 2-8【P43，HClO漂白实验】 ......................................................................................9
实验 2-9【P46，Cl与 AgNO3实验】 ................................................................................10
实验 2-10【P55，溶液配制实验】 .................................................................................... 10
探究·钠与水的反应 ...........................................................................................................11
实验与活动 1：配制一定物质的量浓度的溶液 ................................................................12
（三）铁 金属材料 .....................................................................................................................14
实验 3-1【P67，Fe(OH)2与 Fe(OH)3转化】 .....................................................................14
实验 3-2【P68，Fe3+与 KSCN实验】 .............................................................................. 14
实验 3-3【P68，Fe3+与 Fe2+的互相转化】 ........................................................................15
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实验 3-4【P76，Al与 HCl的反应】 .................................................................................15
实验 3-5【P76，Al与 NaOH的反应】 .............................................................................16
探究·利用覆铜板制作图案 ...............................................................................................17
实验与活动 2 铁及其化合物的性质 ..................................................................................18
（四）物质结构 元素周期律 .....................................................................................................20
实验 4-1【P98，卤素之间的转化】 .................................................................................. 20
探究·碱金属化学性质的比较 ...........................................................................................21
探究·周期元素金属性和非金属性的变化规律 ...............................................................22
实验与活动 3 同周期、同主族元素性质的递变 ..............................................................23
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必修一实验大全
（一）物质及其变化
实验 1-1【P8，胶体实验】
【实验操作】取两个 100 mL 小烧杯，分别加入 40 mL 蒸馏水和 40 mL CuSO4溶液。将烧杯中的蒸馏水
加热至沸腾，向沸水中逐滴加入 5~6滴 FeCl3饱和溶液。继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热。观察制
得的 Fe(OH)3胶体。
把盛有 CuSO4溶液和 Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处，分别用红色激光笔照射烧杯中的液体，在与
光束垂直的方向进行观察，并记录现象。
【实验结论】当光束通过 Fe(OH)3胶体时，可以看到一条光亮的“通路”，而光束通过 CuSO4溶液时，则
看不到此现象。这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来方向而分散传播)形成的，
叫做丁达尔效应。丁达尔效应可被用来区分胶体和溶液。丁达尔效应在日常生活中随处可见。例如，当
日光从窗隙射入暗室，或者光线透过树叶间的缝隙射入密林中时，都可以观察到丁达尔效应；放电影时，
放映室射到银幕上的光柱的形成也属于丁达尔效应。
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实验 1-2【P13，物质的导电性】
【实验操作】在三个烧杯中分别加入干燥的 NaCl 固体、KNO3固体和蒸馏水，如图 1-9 所示连接装置，
将石墨电极依次放入三个烧杯中，分别接通电源，观察并记录现象。
取上述烧杯中的 NaCl固体、KNO3固体各少许，分别加入另外两个盛有蒸馏水的烧杯中，用玻璃
棒搅拌，使固体完全溶解形成溶液。如图 1-9 所示，将石墨电极依次放入 NaCl溶液、KNO3溶液中，
分别接通电源，观察并记录现象。
【实验结论】实验表明，干燥的 NaCl 固体、KNO3固体都不导电，蒸馏水也不导电。但是，NaCl 溶液、
KNO3溶液却都能够导电。
实验 1-3【P16，Na2SO4与 BaCl2的反应】
【实验操作】向盛有 2 mL Na2SO4稀溶液的试管中加入 2 mL BaCl2稀溶液，观察现象并分析。
分析
现象
Na2SO4和 BaCl2的电离方程式 混合前两种溶液中的离子 混合后溶液中的离子
生成白色沉淀 Na2SO4 = 2Na+ + SO42-
Na+、SO42-、Ba2+、Cl- Na+、Cl-
BaSO BaCl2 = Ba
2+ + 2Cl-
4
通过上述现象和分析，我们可以得出这样的结论：当 Na2SO4稀溶液与 BaCl2稀溶液混合时，Na+、Cl-
都没有发生化学反应；而 SO42-与 Ba2+发生了化学反应，生成难溶的 BaSO4白色沉淀。也就是说，对于
化学反应：Na2SO4 + BaCl2= 2NaCl + BaSO4↓从微观角度看，其实质是：Ba2++ SO42-= BaSO4↓
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（二）海水中的重要元素——钠和氯
实验 2-1【P32，Na的物理性质】
【实验操作】用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，观察钠的光泽和颜
色，并注意新切开的钠的表面所发生的变化。
【实验结论】从实验可知，钠很软，能用刀切割。切开外皮后，可以看到钠具有银白色的金属光泽。
新切开的钠的光亮的表面很快变暗了，这是因为钠与氧气发生反应，在钠的表面生成了一薄层氧化
物，这种氧化物是氧化钠。
4Na + O2 = 2Na2O
因此，在实验室中，要把钠保存在石蜡油或者煤油中，以隔绝空气。
实验 2-2【P33，Na的燃烧实验】
【实验操作】将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钠，迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片
刻，待钠熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。
图 2-3 钠在空气中燃烧
【实验结论】可以看到，钠受热后先熔化，然后与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。
这种淡黄色固体是过氧化钠（Na2O2）。
2Na + O2 Na2O2
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实验 2-3【P35，Na2O2与水的反应】
【实验操作】将 1-2mL 水滴入盛有 1~2g过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条伸入试管中，检
验生成的气体。用手轻轻触摸试管外壁，有什么感觉？用 pH试纸检验溶液的酸碱性。
【实验结论】过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH+O2↑
过氧化钠还能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
因此，过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
实验 2-4【P36，Na2CO3与 NaHCO3对比实验】
【实验操作】在两支试管中分别加入少量 Na2CO3和 NaHCO3（各约 1g），完成下列实验，并将实验现
象和相应的结论填入下表。
盐 Na2CO3 NaHCO3
（1）观察 Na2CO3和 NaHCO3的外观并进
白色粉末 细小白色粉末
行描述
（2）向以上两支试管中分别滴入几滴水，
加几滴水后，结块变成晶体； 加几滴水后，少部分溶解；
振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，
温度上升 温度略有下降
温度计的示数有何变化
（3）继续向（2）的试管中分别加入 5mL
振荡后可溶解 固体量有所减小
水，用力振荡，有何现象
（4）分别向（3）所得溶液中滴入 1~2滴酚
溶液变红（较深） 溶液微红
酞溶液，有何现象
加水先变成含结晶水的晶体， 加水少量溶解，溶于水吸
初步结论 溶于水放热，溶液碱性比 热，溶液碱性比 Na2CO3的
NaHCO3的强 弱
【实验结论】碳酸钠是白色粉末，碳酸氢钠是细小的白色晶体。实验表明，向碳酸钠中加入少量水后，
碳酸钠结块变成晶体，并伴随着放热现象。向碳酸氢钠中加入少量水后，碳酸氢钠能溶解，并伴随着吸
热现象。碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均显碱性，可用作食用碱或工业用碱。
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碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O)。碳酸钠晶体在干燥
空气里逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。
实验 2-5【P37，Na2CO3与 NaHCO3热稳定性实验】
【实验操作】如图 2-7 所示，分别加热 Na2CO3和 NaHCO3，观察现
象，比较 Na2CO3和 NaHCO3的热稳定性。
【实验结论】碳酸钠很稳定，受热不易发生分解；碳酸氢钠不稳定，
受热容易分解。2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑
我们可以利用加热的方法来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。
实验 2-6【P38，焰色反应实验】
【实验操作】把熔嵌在玻璃棒上的铂丝（或用光洁无锈的铁丝）放在酒精灯（最好用煤气灯）外焰上灼
烧，至与原来的火焰颜色相同时为止。用铂丝（或铁丝）蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，观察火焰的
颜色。
将铂丝（或铁丝）用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时，再蘸取碳酸钾溶液做同
样的实验，此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。
【实验结论】根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作
称为焰色试验。
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实验 2-7【P42，Cl2与 H2的燃烧实验】
【实验操作】在空气中点燃氢气，然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中，观察现象。
【实验结论】可以看到，纯净的 H2在 Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰。反应生成的气体是 HCl，
它在空气中与水蒸气结合，呈现雾状。
H2 + Cl2 2HCl
HCl气体溶于水，就成为我们常用的盐酸。
实验 2-8【P43，HClO漂白实验】
【实验操作】(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条，分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中，
盖上玻璃片，观察现象。
(2)将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。
【实验结论】次氯酸的强氧化性还能使某些染料和有机色素褪色，因此，次氯酸可用作棉、麻和纸张的
漂白剂。
次氯酸是很弱的酸，只存在于水溶液中。次氯酸不稳定，在光照下容易分解放出氧气：
2HClO 2HCl + O2↑
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实验 2-9【P46，Cl与 AgNO3实验】
【实验操作】在三支试管中分别加入 2~3mL 稀盐酸、NaCl 溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入几滴 AgNO3
溶液，观察现象。再分别加入少量稀硝酸，观察现象。
【实验结论】可以看到，滴人 AgNO3溶液后，三支试管中都有白色沉淀生成。前两支试管中的白色沉
淀不溶于稀硝酸，这是 AgCl 沉淀；第三支试管中的沉淀溶于稀硝酸，这是 Ag2CO3沉淀。前两支试管
中发生的离子反应是相同的，可用同一个离子方程式表示：Cl- + Ag+ = AgCl↓
第三支试管中发生的离子反应是：CO32- + 2Ag+ = Ag2CO3↓
Ag2CO3可溶于稀硝酸：Ag2CO3 + 2H+ = 2Ag+ + CO2↑ + H2O
显然，如果溶液中存在 CO32-时，用 AgNO3溶液检验 Cl 的实验就会受到干扰。因此，在用 AgNO3溶液
检验 Cl-时，一般先在被检测的溶液中滴入适量稀硝酸，使其酸化，以排除 CO32-等的干扰，然后滴入
AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有 Cl-。
实验 2-10【P55，溶液配制实验】
【实验操作】配制 100 mL 1.00 mol/L NaCl 溶液。
(1)计算需要 NaCl 固体的质量：________g
(2)根据计算结果，称量 NaCl 固体。
(3)将称好的 NaCl 固体放入烧杯中，加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使 NaCl固体全部溶解。
(4)将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入 100 mL容量瓶(如图 2-25)，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 2~3
次，将洗涤液也都注入容量瓶。轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。
(5)将蒸馏水注入容量瓶，当液面离容量瓶颈部的刻度线 1~2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的
凹液面与刻度线相切。盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。
(6)将配制好的溶液倒入试剂瓶中，并贴好标签。
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探究·钠与水的反应
【预测】从物质组成及氧化还原反应的角度，预测钠与水反应的生成物：氢气与氢氧化钠。
【实验】在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大的钠放入水中。
从钠在水中的位置、钠的形状的变化、溶液颜色的变化等方面观察和描述实验现象。分析实验现象，你
能得出哪些结论？
实验现象 分析及结论
钠浮在水面上 Na密度小
熔成光亮的小球 Na熔点低
在水面上迅速游动 实验产生气体
伴有爆鸣声 实验产生的是氢气
滴有酚酞的溶液变成红色 生成物是碱性物质
【结论】钠与水反应的生成物是氢气与氢氧化钠。与你的预测是否一致？
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实验与活动 1：配制一定物质的量浓度的溶液
【实验目的】1. 练习容量瓶的使用方法。
2. 练习配制一定物质的量浓度的溶液。
3. 加深对物质的量浓度概念的认识。
【实验用品】烧杯、容量瓶(100 mL)、胶头滴管、量筒、玻璃棒、药匙、滤纸、天平。
NaCl、蒸馏水。
【实验步骤】1.配制 100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液
(1)计算溶质的质量。计算配制 100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液所需 NaCl固体的质量。
(2)称量。在天平上称量出所需质量的 NaCl 固体。
(3)配制溶液。把称好的 NaCl 固体放入烧杯中，再向烧杯中加入 40 mL 蒸馏水，用玻璃棒搅拌，NaCl
固体完全溶解。
将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入 100 mL容量瓶，用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 2~3次，并将
洗涤液也都注入容量瓶。轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。
继续向容量瓶中加入蒸馏水，直到液面在刻度线以下 1~2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水，至液
面与刻度线相切。盖好客量瓶瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。
(4)将配制好的溶液倒入试剂瓶中，贴好标签。
2.用 1.00 mol/L NaCl溶液配制 100 mL 0.50 mol/L NaCl 溶液
(1)计算所需 1.00 mol/L NaCl 溶液的体积。计算配制 100 mL 0.50 mol/L NaCl 溶液所需 1.00 mol/L NaCl
溶液的体积。
(2)量取 1.00 mol/L NaCl 溶液的体积。用量简量取所需体积的 1.00 mol/L NaCl溶液并注入烧杯中。
(3)配制溶液。向盛有 1.00 mol/L NaCl 溶液的烧杯中加入 20 mL蒸馏水，用玻璃棒慢慢搅动，使其混合
均匀。
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将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入容量瓶。用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 2~3次，并将洗涤液
也都注入容量瓶。
继续向容量瓶中加入蒸馏水，直到液面在刻度线以下 1~2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水，至液
面与刻度线相切。盖好容量瓶瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。
(4)将配制好的 100 mL 0.50 mol/L NaCl溶液倒入指定的容器中。
【问题和讨论】将烧杯中的溶液注入容量瓶以后，为什么要用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 2~3次，
并将洗涤液也都注入容量瓶？
【问题和讨论参考答案】配制一定物质的量浓度的溶液时，烧杯中的溶液转移到容量瓶后，烧杯的内壁、
玻璃棒上都沾有少量溶液。若不用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒，则容量瓶内溶质的物质的量减少，导
致所配溶液中溶质的浓度偏低。为了减少溶质的损失，应用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 2~3次，并
将洗涤后的溶液一并转移到容量瓶中。
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（三）铁 金属材料
实验 3-1【P67，Fe(OH)2与 Fe(OH)3转化】
【实验操作】在两支试管中分别加入少量的 FeCl3溶液和 FeSO4溶液，然后各滴入 NaOH溶液。观察并
描述发生的现象。
【实验结论】为什么在 FeSO4溶液中加入 NaOH溶液时，生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一
段时间后还会有红褐色物质生成呢？这是因为白色的氢氧化亚铁[Fe(OH)2]被溶解在溶液中的氧气氧化
成了红褐色的氢氧化铁[Fe(OH)3]，反应的化学方程式分别为：
FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓+ Na2SO4 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
加热 Fe(OH)时，它能失去水生成红棕色的 Fe2O3粉末。
2 Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O
Fe(OH)2和 Fe(OH)3都是不溶性碱，它们都能与酸发生反应。
实验 3-2【P68，Fe3+与 KSCN实验】
【实验操作】在两支试管中分别加入少量的 FeCl3溶液和 FeCl2溶液，各滴入几滴 KSCN 溶液。观察并
记录现象。
【实验结论】可以看到，含有 Fe3+的盐溶液遇到 KSCN 溶液时变成红色，我们可以利用这一反应检验
Fe3+的存在。
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实验 3-3【P68，Fe3+与 Fe2+的互相转化】
【实验操作】在盛有 2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴 KSCN
溶液(如图 3-10 左)，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水(如图 3-10 右)，
又发生了什么变化
【实验结论】在上述实验中，FeCl3溶液中的 Fe3+被铁粉还原成 Fe2+，Fe2+又被 Cl2氧化成 Fe3+，反应的
离子方程式分别为：
2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-
铁盐遇到较强的还原剂会被还原成亚铁盐，亚铁盐在较强的氧化剂作用下会被氧化成铁盐，即 Fe3+和
Fe2+在一定条件下是可以相互转化的：
Fe3+ Fe2+
实验 3-4【P76，Al与 HCl的反应】
【实验操作】在一支试管中加入 5 mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，
将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？
【实验结论】实验表明，铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。 反应的化学方程式分别为：
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
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实验 3-5【P76，Al与 NaOH的反应】
【实验操作】在两支试管中分别加入少量的 NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向
另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将
点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？
【实验结论】可以看到，放入打磨过铝片的试管中立即产生气泡；而放入未打磨的铝片的试管中开始没
有气泡，一段时间后才产生气泡。两支试管中均放出-种可燃性气体——氢气。铝、氧化铝与 NaOH 溶
液反应的化学方程式分别为：
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
偏铝酸钠
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
像 Al2O3这类既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物。
由于 Al 和 Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。
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探究·利用覆铜板制作图案
【背景】
电子工业中常用覆铜板(以绝缘板为基材，一面或两面覆以铜箔，经热压
而成的一种板状材料)为基础材料制作印刷电路板(如图 3-11)，印刷电路板广泛
用于电视机、计算机、手机等电子产品中。
用覆铜板制作印刷电路板的原理是，利用 FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆
铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；
然后，把覆铜板放到 FeCl3溶液中。
根据工业上制作印刷电路板的原理，我们可以利用覆铜板制作所需要的图案(如图 3-12)。
【实验】
取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有 FeCl3溶液的小烧杯中。
过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案。
【思考与讨论】
(1)在上述实验中，发生了什么化学反应，生成的主要产物是什么？请运用氧化还原反应的规律进
行分析，并尝试写出反应的化学方程式。
【参考答案】置换反应；主要产物为 FeCl2和 CuCl2；2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2。
(2)为使使用后的“腐蚀液”能得到充分利用，如何处理使用后的“腐蚀液”？
【参考答案】向溶液中加入氯水等
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实验与活动 2 铁及其化合物的性质
【实验目的】
1.认识铁及其化合物的重要化学性质。
2.学会铁离子的检验方法。
3.认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。
【实验用品】
试管、胶头滴管。
CuSO4、溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、KMnO4酸性溶液、KSCN 溶液、KI 溶液、淀粉
溶液、蒸馏水、锌片、铜片、铁粉、铁丝。
【实验步骤】
1.铁及其化合物的性质
(1)铁单质的还原性
在一支试管中加入 2 mL CuSO4溶液，再将一段铁丝放入 CuSO4溶液中。过一会儿，取出铁丝，观察现
象并加以解释。
(2)铁盐的氧化性
①取 3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察现象。
②在一支盛有 3mL 水的试管中滴加几滴 FeCl3稀溶液，再滴加 3滴 KI 溶液，观察现象。然后向溶液中
滴加 2滴淀粉溶液，观察现象。
(3)亚铁盐的氧化性和还原性
①取 3 mL FeCl2溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察现象。
②在一支试管中加入少量 KMnO4酸性溶液，然后向试管中加入少量 FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。
当溶液紫色褪去时，再滴加 2滴 KSCN 溶液，观察现象。
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2.铁离子的检验
(1)在一支试管中加入 2 mL 蒸馏水，再滴加几滴 FeCl3稀溶液，然后滴加几滴 KSCN 溶液，观察现象。
(2)在一支试管中加入少量 FeCl3稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，再滴加几滴 KSCN溶液，
观察现象。
【问题和讨论】
以铁屑为原料，如何制备硫酸亚铁晶体？
从原料分析入手，铁屑的主要成分是 Fe 和 Fe2O3。为实现向 FeSO4的转化，可向其中加入稀硫酸，发
生 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑，Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O，Fe + Fe2(SO4)3 = 3FeSO4等反应。最
终通过蒸发浓缩、降温结晶的方法得到硫酸亚铁晶体。设计过程中应遵循科学、安全、易操作、经济实
用等原则，方案可通过流程图方式呈现。如下图所示。
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（四）物质结构 元素周期律
实验 4-1【P98，卤素之间的转化】
【实验操作】分别向盛有 4 mL KBr溶液和 4 mL KI溶液的两支试管中加入 1 mL 氯水，振荡，观察溶
液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。
向盛有 4 mL KI 溶液的试管中加入 1 mL 溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与溴水的颜色进行
比较。写出反应的化学方程式。
随着核电荷数的增加，卤素单质的氧化性强弱顺序为：
通过比较和分析碱金属单质与氧气、水的反应，以及卤素单质与氢气的反应、卤素单质间的置换反
应，我们可以看出，元素的性质与原子结构有密切的关系，主要与原子核外电子的排布，特别是最外层
电子数有关。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。
在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能
力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
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探究·碱金属化学性质的比较
【问题和预测】
(1)回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？
(2)结合理、钠和钾的原子结构特点，请你预测理、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。
【实验和观察】
回忆钠与氧气、水反应的实验现象，并观察下列实验(由教师演示)。
(1)将干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并迅速投到热坩埚中(如图 4-8)。继续加
热片刻，待钾熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。
(2)在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并投入水中(如图 4-9)，
观察现象。
【分析和结论】
(1)通过实验、观察，讨论并总结钠、钾有哪些相似的化学性质，与你最初根据原子结构特点进行的预
测是否一致
(2)从实验现象比较钾、钠与水反应的难易程度。由此，你能推断出锂与水反应的难易程度吗
(3)通过比较碱金属与水反应的难易程度，你能发现与它们的原子结构有什么关系吗 由此，你能推断出
碱金属元素化学性质的相似性和递变规律吗
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探究·周期元素金属性和非金属性的变化规律
【问题讨论】
根据第三周期元素原子的核外电子排布规律，你能推测出该周期元素金属性和非金属性的变化规律吗？
【实验比较】
(1)取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放到试管中。向试管中加入 2mL 水，并滴入 2滴酚酞溶
液，观察现象。过一会儿，加热试管至液体沸腾，观察现象。与钠和水的反应相比，镁和水的反应难易
程度如何？生成了什么物质？
(2)向试管中加入 2mL 1 mol/LAlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色絮状 Al(OH)3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 盐酸，向另一支试管中滴加 2 mol/L
NaOH溶液。边滴加边振荡，观察现象。
用 2 mL 1 mol/L MgCl2溶液代替 AlCl3，溶液做上述实验，观察现象，并进行比较。
【信息获取】
(1)Al(OH)3在酸或强碱溶液中都能溶解，表明它既能与酸发生反应，又能与强碱溶液发生反应。反应的
离子方程式分别如下：
Al(OH)3+3H+ = Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- = AlO2-+ 2H2O
钠、镁、铝是金属元素，都能形成氢氧化物。NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，而 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。
(2)硅、磷、硫、氯是非金属元素，其最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱如下表。
非金属元素 Si P S Cl
最高价氧化物对应的水化 H2SiO3(硅酸) H2PO4(磷酸) H2SO4(硫酸) H2ClO4(高氯酸)
物（含氧酸）的酸性强弱 弱酸 中强酸 强酸 强酸（酸性比 H2SO4强）
【结论分析】通过实验比较和信息获取，你得出的结论是什么？与最初的推测一致吗？由此你对原子结
构与元素性质的关系又有哪些认识？
金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
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实验与活动 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。
【实验用品】
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、1 mol/L NaOH 溶波、酚酞
溶液。
【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。观察颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。
(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。观察颜色
变化，并与溴水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。
2、同周期元素性质的递变
(1)通过钠、镁与水的反应，比较钠和镁的金属性强弱。
①回忆钠与水反应的实验，写出实验现象和化学方程式。
②设计实验，比较镁与冷水、热水的反应，观察并记录实验现象。
(2)设计实验，通过 MgCl2、AlCl3与碱的反应，比较 Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱，以此说明镁和铝
的金属性强弱。
【问题和讨论】
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1、实验中所用的氯水为什么要用新制的？
2、通过上面的两组实验，你能得出什么结论？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？
【问题和讨论】答案&提示
1、氯水中的次氯酸不稳定，容易分解，促使氯水中的氯气分子继续与水反应。因此，长久放置氯水，
其化学成分相当于盐酸，已经失去了强氧化性。
2、提示：同周期元素从左往右，金属性渐弱，非金属性渐强；同主族元素从上到下，非金属性渐弱，
金属性渐强。原子结构决定了元素的性质。元素周期律是元素的原子核外电子排布周期性变化的必然结
果。
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