高一化学人教版学案实验活动3同周期同主族元素性质的递变

实验活动3同周期、同主族元素性质的递变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。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。试剂：钠、镁条、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1mol·L－1NaOH溶液、酚酞溶液。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。实验解释(化学方程式)：Cl2＋2NaBr=Br2＋2NaCl；Cl2＋2NaI=I2＋2NaCl。(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，溶液由无色变为黄褐色。实验解释(化学方程式)：Br2＋2NaI=I2＋2NaBr。(3)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－，卤素原子的非金属性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钠与冷水的反应、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：钠与水剧烈反应，放出气体，反应后溶液加酚酞后变为红色。银白色的镁条表面附着少量气泡，滴加酚酞后溶液不变色。实验解释(化学方程式)：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；Mg＋2H2O=Mg(OH)2↓＋H2↑。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，有较多无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为浅红色。实验解释(化学方程式)：Mg＋2H2O=Mg(OH)2↓＋H2↑。③实验结论：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①向一支试管中加入少量MgCl2溶液，然后逐滴滴加1mol·L－1NaOH溶液直至过量，观察现象。实验现象：先产生白色沉淀，继续滴加NaOH溶液，沉淀量逐渐增大，最后沉淀不消失。实验解释(化学方程式)：MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl。②向另一支试管中加入少量AlCl3溶液，然后逐滴滴加1mol·L－1NaOH溶液直至过量，观察现象。实验现象：先产生白色沉淀，继续滴加NaOH溶液，沉淀量逐渐增大，后逐渐溶解，最后完全消失。实验解释(化学方程式)：AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3↓＋3NaCl；Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O。③实验结论：A．Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；Al(OH)3溶于NaOH溶液。B．碱性：Mg(OH)2>Al(OH)3；金属性：Mg>Al。某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：Ⅰ.探究同周期元素性质的递变规律(1)相同条件下，将钠、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的稀盐酸中，试预测实验结果：___________________________________________________与稀盐酸反应最剧烈；____________与稀盐酸反应产生的气体最多。(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为_____________________________________________________。Ⅱ.探究同主族元素非金属性的递变规律某研究性学习小组设计了一组实验来探究ⅦA族元素原子的得电子能力强弱规律。下图中A、B、C是三个可供选择制取氯气的装置，装置D的玻璃管中①、②处依次放置蘸有NaBr溶液、NaOH浓溶液的棉球。(3)写出装置B中仪器a的名称________________。(4)实验室制取氯气还可采用如下原理：2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，依据该反应原理选择________(填“A”或“B”或“C”)装置制取氯气。(5)反应装置的导气管连接装置D的X导管，试回答下列问题：①处发生反应的离子方程式为_______________________________________；②处发生反应的离子方程式为_______________________________________。【解析】Ⅰ.(1)金属活泼性顺序为钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钠，反应速率最慢的是铝；生成1mol氢气需要得到2mol电子，1mol钠失去1mol电子，1mol镁失去2mol电子，而1mol铝失去3mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝。(2)氯气氧化性强于硫单质，所以氯气能够与硫离子反应生成硫，反应的离子方程式为S2－＋Cl2=S↓＋2Cl－。Ⅱ.(3)由图知a为分液漏斗。(4)高锰酸钾与浓盐酸反应较为剧烈，无需加热即可进行，因此，选择A装置。(5)检验氯气的性质时，不能先通过NaOH溶液，否则会消耗氯气，且起不到尾气吸收的作用，因为①处为NaBr溶液、②处为NaOH溶液，所以应从X端进氯气。①氯气先与NaBr溶液反应生成Br2，反应的离子方程式为Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。②然后氯气与NaOH溶液反应，其离子反应方程式为Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。答案：(1)钠(或Na)铝(或Al)(2)S2－＋Cl2=2Cl－＋S↓(3)分液漏斗(4)A(5)①Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2②Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O【补偿训练】某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。(已知：碳酸酸性强于硅酸，硅酸是不溶于水的白色沉淀)(1)仪器A的名称为________，干燥管D的作用为________________________。(2)若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液_________(填现象)，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用________溶液吸收尾气。(3)若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液，观察到C中溶液___________(填现象)，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有________溶液的洗气瓶除去。【解题指南】解答本题需注意以下两个方面：(1)注意读取题目信息，明确实验目的及信息。(2)注意实验装置中仪器的作用及有毒物质对环境的影响。【解析】(1)仪器A为分液漏斗；球形干燥管D能够防止倒吸，可以避免C中液体进入锥形瓶中。(2)浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气具有强氧化性，可与碘化钾反应生成碘，因淀粉遇碘变蓝色，则可观察到溶液变蓝，氯气有毒，不能排放到空气中，可与氢氧化钠溶液反应，故用氢氧化钠溶液进行尾气吸