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(共20张PPT)
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。
钠块、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)氯水与NaBr溶液、NaI溶液的反应
实验
操作 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,观察现象
实验
现象 滴入浅黄绿色的氯水后,NaBr溶液_________________,NaI溶液
_________________
化学
方程式 _______________________;
_____________________
由无色变为橙黄色
由无色变为黄褐色
Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl
Cl2+2NaI===I2+2NaCl
(2)溴水与NaI溶液的反应
实验
操作 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_________________
化学
方程式 _____________________
由无色变为黄褐色
Br2+2NaI===I2+2NaBr
[实验结论]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__________,
卤素元素的非金属性由强到弱的顺序是________。
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
①钠、镁与冷水的反应
实验
操作 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
实验
现象 钠______________________,反应后溶液加酚酞变为_____。
银白色的镁条_________________,滴加酚酞溶液_______
化学
方程式 _________________________;
__________________________
与水剧烈反应,放出气体
红色
表面附着少量气泡
不变色
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
Mg+2H2O===Mg(OH)2↓+H2↑
②镁与热水的反应
实验
操作 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
实验
现象 _____________________,溶液变为_______
[实验结论]与水反应的剧烈程度:________,金属性:________。镁与热水反应比与冷水反应快。
有较多的无色气泡冒出
浅红色
Na>Mg
Na>Mg
(2)比较镁和铝的金属性、非金属性
实验
操作 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 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
[实验结论]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:_______。
实验
现象 Mg(OH)2沉淀能溶于_____,不
能溶于___________ Al(OH)3沉淀能溶于_____,也能
溶于___________
化学
方程式 _________________________
______ ____________________________;
_____________________________
盐酸
NaOH溶液
盐酸
NaOH溶液
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+
2H2O
Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O
Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4]
Mg>Al
【问题讨论】
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+H2O HCl+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.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。
3.把一小块钠投入氯化镁溶液中,钠并不能置换出镁,能否说明钠元素的金属性不如镁
提示:不能。钠投入氯化镁溶液中,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。
4.由上述实验结果总结出什么规律
提示:同一周期元素随着原子序数的递增,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同一主族元素随着原子序数的递增,元素的非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。
【靶向训练】
为探究同主族元素非金属性的递变规律,某研究性学习小组的同学设计了如图所示的实验装置,其中A装置内可生成Cl2。
请回答下列问题:
(1)甲同学的部分实验记录如下:B处棉花变成蓝色;C处棉花变成橙红色。甲同学由此现象得出的结论是同主族元素从上到下非金属性减弱。
①B处发生反应的化学方程式为________________________________。
②甲同学的结论________(填“正确”或“不正确”),理由是____________。
(2)乙同学认为应将甲同学实验中B、C两处的棉花调换位置,用氯气先置换出溴,然后溴再与KI接触,以判断Br2与KI能否发生反应。该设想____________(填“合理”或“不合理”),原因是 ____________________。
(3)丙同学在甲同学的实验结束后,取出C处的棉花,将其与另一个蘸有淀粉-KI溶液的棉花(E)接触,发现E慢慢出现蓝色,结合甲的实验现象,他认为可以确定同主族元素非金属性的递变规律,你同意此观点吗 ____________(填“同意”或“不同意”),理由是_________________________。
【解析】(1)B处为氯气与碘化钾生成单质碘的反应,反应的化学方程式为Cl2+2KI===I2+2KCl;该实验只能验证Cl2与I2、Br2氧化性的强弱,因没有验证Br2能否与KI反应,无法确定溴与碘元素的非金属性强弱。(2)氯气不可能被NaBr消耗完,它会与溴一起到达C处,因此无法判断溴一定能置换出碘,所以不合理。(3)C处棉花溶有过量的氯气,丙同学的实验无法证明溴的非金属性比碘强。
答案:(1)①Cl2+2KI===I2+2KCl　②不正确　该实验没有验证Br2能否与KI反应,无法确定溴与碘元素的非金属性强弱
(2)不合理　氯气不可能被NaBr消耗完,它会与溴一起到达C处
(3)不同意　C处棉花溶有过量的氯气,丙同学的实验无法证明溴的非金属性比碘强
【链接高考】
[高考组合题]判断下列实验能否达到实验目的。
(1)(2024·安徽选择考)仅用MgCl2溶液、AlCl3溶液、氨水、试管、胶头滴管,可比较镁和铝的金属性强弱。(　　)
(2)(2024·河北选择考)Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸,Mg(OH)2只溶于盐酸,Al(OH)3都能溶,说明Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强。(　　)
(3)(2022·江苏选择考)向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化,可说明Br2的氧化性比I2的强。(　　)
【解析】(1)MgCl2溶液、AlCl3溶液与氨水反应时现象相同,都只产生白色沉淀,不能比较Mg和Al的金属性强弱,错误;(2)Mg(OH)2溶液能与盐酸反应,不能与NaOH溶液反应,Al(OH)3与NaOH溶液和盐酸都能反应,说明Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强,正确;(3)向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,溶液变为蓝色,说明Br2的氧化性比I2的强,正确。
答案:(1)×　(2)√　(3)√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。
钠块、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)氯水与NaBr溶液、NaI溶液的反应
实验 操作 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,观察现象
实验 现象 滴入浅黄绿色的氯水后,NaBr溶液由无色变为橙黄色,NaI溶液由无色变为黄褐色
化学 方程式 Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl;Cl2+2NaI===I2+2NaCl
(2)溴水与NaI溶液的反应
实验 操作 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,溶液由无色变为黄褐色
化学 方程式 Br2+2NaI===I2+2NaBr
[实验结论]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Cl2>Br2>I2,相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I->Br->Cl-,卤素元素的非金属性由强到弱的顺序是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
①钠、镁与冷水的反应
实验 操作 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
实验 现象 钠与水剧烈反应,放出气体,反应后溶液加酚酞变为红色。银白色的镁条表面附着少量气泡,滴加酚酞溶液不变色
化学 方程式 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;Mg+2H2O===Mg(OH)2↓+H2↑
②镁与热水的反应
实验 操作 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
实验 现象 有较多的无色气泡冒出,溶液变为浅红色
[实验结论]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)比较镁和铝的金属性、非金属性
实验 操作 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 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
实验 现象 Mg(OH)2沉淀能溶于盐酸,不能溶于NaOH溶液 Al(OH)3沉淀能溶于盐酸,也能溶于NaOH溶液
化学 方程式 Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O;Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4]
[实验结论]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。
【问题讨论】
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+H2O HCl+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.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。
3.把一小块钠投入氯化镁溶液中,钠并不能置换出镁,能否说明钠元素的金属性不如镁
提示:不能。钠投入氯化镁溶液中,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。
4.由上述实验结果总结出什么规律
提示:同一周期元素随着原子序数的递增,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同一主族元素随着原子序数的递增,元素的非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。
【靶向训练】
　为探究同主族元素非金属性的递变规律,某研究性学习小组的同学设计了如图所示的实验装置,其中A装置内可生成Cl2。
请回答下列问题:
(1)甲同学的部分实验记录如下:B处棉花变成蓝色;C处棉花变成橙红色。甲同学由此现象得出的结论是同主族元素从上到下非金属性减弱。
①B处发生反应的化学方程式为________________________________。
②甲同学的结论________(填“正确”或“不正确”),理由是___________________。
(2)乙同学认为应将甲同学实验中B、C两处的棉花调换位置,用氯气先置换出溴,然后溴再与KI接触,以判断Br2与KI能否发生反应。该设想____________(填“合理”或“不合理”),原因是 __________________________________________。
(3)丙同学在甲同学的实验结束后,取出C处的棉花,将其与另一个蘸有淀粉-KI溶液的棉花(E)接触,发现E慢慢出现蓝色,结合甲的实验现象,他认为可以确定同主族元素非金属性的递变规律,你同意此观点吗 ____________(填“同意”或“不同意”),理由是_______________________________________。
【解析】(1)B处为氯气与碘化钾生成单质碘的反应,反应的化学方程式为Cl2+2KI===I2+2KCl;该实验只能验证Cl2与I2、Br2氧化性的强弱,因没有验证Br2能否与KI反应,无法确定溴与碘元素的非金属性强弱。(2)氯气不可能被NaBr消耗完,它会与溴一起到达C处,因此无法判断溴一定能置换出碘,所以不合理。(3)C处棉花溶有过量的氯气,丙同学的实验无法证明溴的非金属性比碘强。
答案:(1)①Cl2+2KI===I2+2KCl　②不正确　该实验没有验证Br2能否与KI反应,无法确定溴与碘元素的非金属性强弱
(2)不合理　氯气不可能被NaBr消耗完,它会与溴一起到达C处
(3)不同意　C处棉花溶有过量的氯气,丙同学的实验无法证明溴的非金属性比碘强
【链接高考】
[高考组合题]判断下列实验能否达到实验目的。
(1)(2024·安徽选择考)仅用MgCl2溶液、AlCl3溶液、氨水、试管、胶头滴管,可比较镁和铝的金属性强弱。 (　　)
(2)(2024·河北选择考)Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸,Mg(OH)2只溶于盐酸,Al(OH)3都能溶,说明Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强。 (　　)
(3)(2022·江苏选择考)向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化,可说明Br2的氧化性比I2的强。 (　　)
【解析】(1)MgCl2溶液、AlCl3溶液与氨水反应时现象相同,都只产生白色沉淀,不能比较Mg和Al的金属性强弱,错误;(2)Mg(OH)2溶液能与盐酸反应,不能与NaOH溶液反应,Al(OH)3与NaOH溶液和盐酸都能反应,说明Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强,正确;(3)向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,溶液变为蓝色,说明Br2的氧化性比I2的强,正确。
答案:(1)×　(2)√　(3)√

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