實(shí)驗(yàn)活動(dòng)3同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變1．加深對(duì)同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的認(rèn)識(shí)。2．體會(huì)元素周期表和元素周期律在學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)中的重要作用。器材：試管、試管夾、試管架、量筒、膠頭滴管、酒精燈、白色點(diǎn)滴板、鑷子、砂紙、火柴。試劑：鈉、鎂條、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．同主族元素性質(zhì)的遞變(1)在點(diǎn)滴板的3個(gè)孔穴中分別滴入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，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滴入淺黃綠色的氯水后，NaBr溶液由無(wú)色變?yōu)槌赛S色，NaI溶液由無(wú)色變?yōu)辄S褐色。實(shí)驗(yàn)解釋(化學(xué)方程式)：Cl2＋2NaBr=Br2＋2NaCl；Cl2＋2NaI=I2＋2NaCl。(2)在點(diǎn)滴板的兩個(gè)孔穴中分別滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：向NaI溶液中滴入橙色的溴水后，溶液由無(wú)色變?yōu)辄S褐色。實(shí)驗(yàn)解釋(化學(xué)方程式)：Br2＋2NaI=I2＋2NaBr。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由上述實(shí)驗(yàn)可知，Cl2、Br2、I2三種鹵素單質(zhì)的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是Cl2>Br2>I2，相應(yīng)鹵素離子的還原性由強(qiáng)到弱的順序是I－>Br－>Cl－，鹵素原子的非金屬性Cl>Br>I。2．同周期元素性質(zhì)的遞變(1)比較鈉和鎂的金屬性強(qiáng)弱。①鈉與冷水的反應(yīng)、鎂與冷水的反應(yīng)：用砂紙打磨掉鎂條表面的氧化物，將兩支盛有少量冷水的試管置于試管架上，向其中一支試管中加入一塊綠豆粒大小的鈉塊，向另一支試管中加入一小塊已用砂紙打磨好的鎂條，并分別向兩支試管中滴入3滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鈉與水劇烈反應(yīng)，放出氣體，反應(yīng)后溶液加酚酞后變?yōu)榧t色。銀白色的鎂條表面附著少量氣泡，滴加酚酞后溶液不變色。實(shí)驗(yàn)解釋(化學(xué)方程式)：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；Mg＋2H2O=Mg(OH)2↓＋H2↑。②鎂與熱水的反應(yīng)：向一支試管加入少量冷水，并加入一小塊已用砂紙打磨好的鎂條，用酒精燈加熱至沸騰，滴入3滴酚酞溶液，然后觀察現(xiàn)象。并與實(shí)驗(yàn)①中鎂與冷水反應(yīng)對(duì)照。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加熱至沸騰后，有較多無(wú)色氣泡冒出，滴加酚酞溶液變?yōu)闇\紅色。實(shí)驗(yàn)解釋(化學(xué)方程式)：Mg＋2H2O=Mg(OH)2↓＋H2↑。③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鈉、鎂均能與水反應(yīng)，鈉比鎂活潑，金屬性：Na>Mg。(2)Mg(OH)2、Al(OH)3的堿性強(qiáng)弱比較①向一支試管中加入少量MgCl2溶液，然后逐滴滴加1mol·L－1NaOH溶液直至過(guò)量，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：先產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀量逐漸增大，最后沉淀不消失。實(shí)驗(yàn)解釋(化學(xué)方程式)：MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl。②向另一支試管中加入少量AlCl3溶液，然后逐滴滴加1mol·L－1NaOH溶液直至過(guò)量，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：先產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀量逐漸增大，后逐漸溶解，最后完全消失。實(shí)驗(yàn)解釋(化學(xué)方程式)：AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3↓＋3NaCl；Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O。③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：A．Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；Al(OH)3溶于NaOH溶液。B．堿性：Mg(OH)2>Al(OH)3；金屬性：Mg>Al。某同學(xué)為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計(jì)了如下系列實(shí)驗(yàn)：Ⅰ.探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(1)相同條件下，將鈉、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的同濃度的稀鹽酸中，試預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：___________________________________________________與稀鹽酸反應(yīng)最劇烈；____________與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體最多。(2)向Na2S溶液中通入氯氣出現(xiàn)黃色渾濁，可證明Cl的非金屬性比S強(qiáng)，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________________________________。Ⅱ.探究同主族元素非金屬性的遞變規(guī)律某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)來(lái)探究ⅦA族元素原子的得電子能力強(qiáng)弱規(guī)律。下圖中A、B、C是三個(gè)可供選擇制取氯氣的裝置，裝置D的玻璃管中①、②處依次放置蘸有NaBr溶液、NaOH濃溶液的棉球。(3)寫(xiě)出裝置B中儀器a的名稱________________。(4)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣還可采用如下原理：2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，依據(jù)該反應(yīng)原理選擇________(填“A”或“B”或“C”)裝置制取氯氣。(5)反應(yīng)裝置的導(dǎo)氣管連接裝置D的X導(dǎo)管，試回答下列問(wèn)題：①處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________；②處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________?！窘馕觥竣?(1)金屬活潑性順序?yàn)殁c＞鎂＞鋁，所以相同條件下與鹽酸反應(yīng)最劇烈的是鈉，反應(yīng)速率最慢的是鋁；生成1mol氫氣需要得到2mol電子，1mol鈉失去1mol電子，1mol鎂失去2mol電子，而1mol鋁失去3mol電子，所以生成氫氣最多的是金屬鋁。(2)氯氣氧化性強(qiáng)于硫單質(zhì)，所以氯氣能夠與硫離子反應(yīng)生成硫，反應(yīng)的離子方程式為S2－＋Cl2=S↓＋2Cl－。Ⅱ.(3)由圖知a為分液漏斗。(4)高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)較為劇烈，無(wú)需加熱即可進(jìn)行，因此，選擇A裝置。(5)檢驗(yàn)氯氣的性質(zhì)時(shí)，不能先通過(guò)NaOH溶液，否則會(huì)消耗氯氣，且起不到尾氣吸收的作用，因?yàn)棰偬帪镹aBr溶液、②處為NaOH溶液，所以應(yīng)從X端進(jìn)氯氣。①氯氣先與NaBr溶液反應(yīng)生成Br2，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。②然后氯氣與NaOH溶液反應(yīng)，其離子反應(yīng)方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。答案：(1)鈉(或Na)鋁(或Al)(2)S2－＋Cl2=2Cl－＋S↓(3)分液漏斗(4)A(5)①Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2②Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O【補(bǔ)償訓(xùn)練】某同學(xué)為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計(jì)了如下系列實(shí)驗(yàn)。利用如圖裝置可驗(yàn)證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律。(已知：碳酸酸性強(qiáng)于硅酸，硅酸是不溶于水的白色沉淀)(1)儀器A的名稱為_(kāi)_______，干燥管D的作用為_(kāi)_______________________。(2)若要證明非金屬性：Cl>I，則A中加濃鹽酸，B中加KMnO4(KMnO4與濃鹽酸常溫下反應(yīng)生成氯氣)，C中加淀粉碘化鉀混合溶液，觀察到C中溶液_________(填現(xiàn)象)，即可證明。從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)考慮，此裝置缺少尾氣處理裝置，可用________溶液吸收尾氣。(3)若要證明非金屬性：C>Si，則在A中加鹽酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液，觀察到C中溶液___________(填現(xiàn)象)，即可證明。但有的同學(xué)認(rèn)為鹽酸具有揮發(fā)性，可進(jìn)入C中干擾實(shí)驗(yàn)，應(yīng)在兩裝置間添加裝有________溶液的洗氣瓶除去?！窘忸}指南】解答本題需注意以下兩個(gè)方面：(1)注意讀取題目信息，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募靶畔ⅰ?2)注意實(shí)驗(yàn)裝置中儀器的作用及有毒物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響?！窘馕觥?1)儀器A為分液漏斗；球形干燥管D能夠防止倒吸，可以避免C中液體進(jìn)入錐形瓶中。(2)濃鹽酸和高錳酸鉀反應(yīng)生成氯氣，氯氣具有強(qiáng)氧化性，可與碘化鉀反應(yīng)生成碘，因淀粉遇碘變藍(lán)色，則可觀察到溶液變藍(lán)，氯氣有毒，不能排放到空氣中，可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸