2019高一化学 实验13 同周期元素金属性的递变学案.docx

实验13 同周期元素金属性的递变钠、镁、铝与水、酸的反应1、掌握钠、镁、铝与水反应的原理、现象2、探究不同金属与水反应的快慢3、探究第三周期元素金属性强弱的递变规律2Na+H2O=2NaOH+H2 #Mg+2H2OMg(OH)2+H2#2Na+2HCl=2NaCl+H2 Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2小试管、砂纸、酒精灯、镁带、铝片、1molL1盐酸、水通过前面学习我们知道钠在冷水中剧烈反应，金属钠浮在水面上、熔成闪亮的小球、四处游动、发出嘶嘶的响声、溶液变红（加酚酞）。钠与盐酸反应具有钠与水反应的所有现象，但是更为剧烈。实验操作取一小段镁带和一小片铝，用砂纸除去表面的氧化膜，分别放入两支试管中。向试管中加入2ml水，并滴入2滴酚酞溶液，观察现象。过一会加热试管至水沸腾，观察现象。取一小段镁带和一小片铝，用砂纸除去表面的氧化膜，分别放入两支试管，再加入2ml1molL1盐酸。观察现象。实验现象加入镁带的试管中未加热时无现象，加热后镁带上产生气泡，溶液变红色。加入铝片的试管中，无明显现象。镁带剧烈反应，有大量气泡出现，放出热量；铝片较迅速反应，有气泡出现，放出热量。化学方程式Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2Mg+2HCl=MgCl2+H22Al+6HCl=2AlCl3+3H2实验结论镁和冷水反应较慢，与沸水反应较快。铝与热水都不反应。镁与酸反应剧烈；铝与酸反应较为剧烈。金属镁比金属铝活泼规律综合金属钠与水、酸的反应现象可知，第三周期元素的金属性的变化规律Na Mg Al Si P S Cl金属性逐渐减弱钠、镁、铝的金属性依次减弱的原因？三者的原子电子层数相同，随着核电荷数的增加，原子半径减小，核对外层电子吸引力依次增强，故失电子能力依次减弱，金属性就逐渐减弱。钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱？NaOH：强碱 Mg(OH)2：中强碱 Al(OH)3：两性氢氧化物金属性越强的金属，对应的碱的碱性越强由以上实验我们可以得到的元素金属性强弱判断的依据有哪些？金属单质与水（或酸）反应置换出H2的难易程度（越易置换出氢气，说明金属性越强）最高价氧化物的水化物氢氧化物的碱性强弱（碱性越强，则金属性越强）金属活动性顺序表（位置越靠前，说明金属性越强）1下列叙述正确的是（）A镁铝合金的抗腐蚀能力强，不与稀硫酸反应BNa的金属活动性比Mg的强，故可用Na与MgCl2溶液反应制MgC钠可与冷水剧烈反应，而镁与热水才能反应，说明钠比镁活泼DFe在Cl2中燃烧生成FeCl3，其中Fe显3价，故Fe与其他非金属反应的产物中，Fe也显3价【答案】C【解析】A合金中各成分金属仍保持原有的化学性质，故镁铝合金易与稀硫酸反应，故A错误；BNa是活泼金属，与MgCl2溶液反应时，Na先与水反应生成NaOH和H2，不能置换出Mg，故B错误；C钠可与冷水剧烈反应，而镁与热水才能反应，是比较钠与镁的金属性的方法，故C正确；DFe与其他非金属反应的产物中，Fe的化合价取决于非金属的氧化性强弱，并不一定是3价，如Fe与S反应生成的FeS中Fe显2价，故D错误。故选C。2下列各组元素性质递变情况不正确的是（）AN、P、F原子半径依次增大BLi、Be、B原子最外层电子数依次增多CNa、K、Rb的金属性依次增强DP、S、Cl元素最高正化合价依次升高【答案】A【解析】A原子半径F比N、P均小，故A错误；BLi、Be、B在第二周期，同周期原子最外层电子数依次增多，故B正确；CNa、K、Rb同主族元素从上到下元素的金属性依次增强，故C正确；DP、S、Cl原子最外层电子数分别为5、6、7，则P、S、Cl元素最高正价依次升高，故D正确；故选A。3下列氢氧化物中，碱性最强的是（）ALiOH BNaOH CKOH DRbOH【答案】D【解析】元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强。同主族元素从上而下金属性逐渐增强，金属性LiNaKRb，故碱性LiOHNaOHKOHr(Al3+)r(S2-)r(Cl) 氢化物的稳定性：HFHClH2SPH3SiH4还原性：IBrClFe2+ 氧化性：Cl2SSeTe酸性：H2SO4H3PO4H2CO3H3BO3 非金属性：ONPSi 金属性：BeMgCaNaMg。金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的碱性越强，所以碱性：KOHNaOHMg(OH)2，故A正确；B同周期从左向右，非金属性逐渐增强，对应最高价氧化物的水化物的酸性越强，所以酸性：HClO4H2SO4H3PO4，故B正确；C同周期从左向右原子半径逐渐减小，所以原子半径：AlMg镁=铝【解析】（1）金属钠与盐酸反应：2Na2HCl=2NaClH2 2 1W/23 W/46金属镁与盐酸反应Mg2HCl=MgCl2H21 1W/24 W/24金属铝与盐酸反应2Al6HCl=2AlCl33H2 2 3W/27 W/18 相同条件下，体积之比等于其物质的量之比为W/46W/24W/18=1/231/121/9；（2）根据（1）中反应方程式，产生氢气物质的量分别为：0.05、0.1、0.15，相同条件下，物质的量之比等于其体积之比，即为0.050.10.15=123；（3）生成氢气体积相同，即生成氢气物质的量相同，反应方程式分别是2Na2HCl=2NaClH2、Mg2HCl=MgCl2H2、2/3Al2HCl=2/3AlCl3H2，因此三种金属物质的量之比为212/3=632，其质量比为623324227=23129；（4）金属钠与盐酸反应：2Na2HCl=2NaClH2，由题意可知盐酸显然不足，产生氢气物质的量为0.005mol，过量金属钠与水反应：2Na2H2O=2NaOHH2，产生氢气的量为（0.10.01）/2mol=0.045mol，共产生氢气物质的量为0.05mol，金属镁与盐酸反应：Mg2HCl=MgCl2H2，同理盐酸不足，但过量镁不与水反应，因此产生氢气的量为0.005mol，金属铝与盐酸反应：2Al6HCl=2AlCl33H2，同理盐酸不足，过量铝不与水反应，产生氢气物质的量为0.005mol，综上所述，产生氢气体积大小顺序是钠镁=铝。8卤族元素的单质能与H2反应，反应情况如下表所示：F2在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的化氢很稳定Cl2光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定Br2加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定I2不断加热才能缓慢反应，同一条件下，生成的HI会分解（1）卤族元素位于周期表中的_族。（2）用电子式表示HCl的形成过程_。（3）依据上表，可以推测出：随着核电荷数的增加，_（填字母）。a单质的熔沸点逐渐升高 b元素的非金属性逐渐减弱c卤化氢的还原性依次减弱 d卤化氢的稳定性依次减弱（4）I2与H2反应的化学方程式是_。（5）不同卤素原子之间可形成卤素互化物，其性质与卤素单质相近。BrCl和FeCl2水溶液发生反应的化学方程式为_。【答案】（1）VIIA （2）（3）bd（4）H2+I22HI （5）3BrCl+6FeCl2=5FeCl3+FeBr3【解析】（1）卤族元素的最外层电子数=元素的主族序数=7，所以卤族元素位于周期表中的A；（2）HCl属于共价化合物，氢原子最外层电子与Cl最外层电子形成一对共用电子对，其形成过程可写为；（3）a卤族元素，随着原子序数的递增，单质的熔沸点逐渐升高，但是表中数据无法判断，故错误；b根据表中的信息：单质和氢气化合越来越难，得到卤族元素随着原子序数的递增，元素的非金属性逐渐减弱，故正确；c元素的非金属性逐渐减弱，卤化氢的还原性依次增强，故错误；d元素的非金属性逐渐减弱，所以卤化氢的稳定性依次减弱，故正确；答案选bd；（4）I2与H2反应生成碘化氢是可逆反应，反应的化学方程式是H2+I22HI；（5）同卤素原子之间可形成卤素互化物，其性质与卤素单质相近，根据氯气和FeCl2之间反应生成FeCl3的原理，推断：BrCl和FeCl2在水溶液中发生反应的化学方程式为：3BrCl+6FeCl2=5FeCl3+FeBr3。9某同学为验证元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验。I（1）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：_与盐酸反应最剧烈，_与盐酸反应的速率最慢；_与盐酸反应产生的气体最多。（2）向Na2S溶液中通入氯气出现淡黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为：_。II利用下图装置可验证同主族非金属性的变化规律。（3）仪器A的名称为_，B为_，干燥管D的作用为_。（4）若要证明非金属性：ClI，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，观察到混合溶液_的现象，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。（5）若要证明非金属性：CSi，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液观察到C中溶液_的现象，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，应用_溶液除去。【答案】I（1）钾铝铝（2）S2+Cl2=S+2C1II（3）分液漏斗锥形瓶防止倒吸（4）变蓝NaOH或Ca(OH)2 （5）有白色沉淀生成饱和NaHCO3【解析】I（1）金属活泼性顺序为：钾钠镁铝，所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钾，反应速率最慢的是铝；生成1mol氢气需要得到2mol电子，1mol钾、钠都失去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+2C1，II（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，因此，本题正确答案是:分液漏斗；锥形瓶;防止倒吸；（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而被吸收，则可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收，少量时，也可用石灰水吸收，（3）因碳酸比硅酸强，二氧化碳可与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，溶液变浑浊，氯化氢具有挥发性，干扰实验结果，需要将二氧化碳中的氯化氢除掉，根据氯化氢与碳酸氢钠反应，而二氧化碳不反应，可以在B和C之间增加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。