人教版高中化学 第五章 实验探究 元素性质递变规律的实验探究课件 新人教必修2.ppt
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1、实验探究实验探究 元素性质递变规律的实验探究元素性质递变规律的实验探究 探究元素的性质递变规律,主要是比较元素的金属性、探究元素的性质递变规律,主要是比较元素的金属性、非金属性的强弱。其主要理论依据有:非金属性的强弱。其主要理论依据有:1.1.元素的金属性与非金属性的对比分析元素的金属性与非金属性的对比分析元素的金属性是指元素原子失电子能力的大小,或形成元素的金属性是指元素原子失电子能力的大小,或形成化学键时成为阳离子的倾向大小,或价电子偏离的能力。化学键时成为阳离子的倾向大小,或价电子偏离的能力。失电子能力越大或形成阳离子倾向越大,或价电子偏离失电子能力越大或形成阳离子倾向越大,或价电子偏离
2、越远,其元素的金属性越强。相反,元素的非金属性就越远,其元素的金属性越强。相反,元素的非金属性就越强,其原子越易得电子,或成键时形成阴离子的倾向越强,其原子越易得电子,或成键时形成阴离子的倾向越大,或强烈吸引成键电子。越大,或强烈吸引成键电子。2021/8/9 星期一12.2.比较元素金属性强弱的依据比较元素金属性强弱的依据同周期从左向右,随着核电荷数的增加,金属性减弱;同周期从左向右,随着核电荷数的增加,金属性减弱;同主族由上到下,随着核电荷数的增加,金属性同主族由上到下,随着核电荷数的增加,金属性增强;增强;依据最高价氧化物对应的水化物碱性强弱:碱性愈强,依据最高价氧化物对应的水化物碱性强
3、弱:碱性愈强,其元素的金属性也愈强;其元素的金属性也愈强;依据金属活动性顺序表(极少数例外);依据金属活动性顺序表(极少数例外);常温下与酸反应的剧烈程度;常温下与酸反应的剧烈程度;常温下与水反应的剧烈程度;常温下与水反应的剧烈程度;与盐溶液发生的置换反应;与盐溶液发生的置换反应;2021/8/9 星期一2高温下与金属氧化物间的置换反应;高温下与金属氧化物间的置换反应;通过原电池的正、负极判定;通过原电池的正、负极判定;通过电解池阴极放电顺序判定。通过电解池阴极放电顺序判定。3.3.比较元素非金属性强弱的依据比较元素非金属性强弱的依据同周期从左到右,随核电荷数的增加,非金属性增强;同周期从左到
4、右,随核电荷数的增加,非金属性增强;同主族由上到下,随核电荷数的增加,非金属性同主族由上到下,随核电荷数的增加,非金属性减弱;减弱;依据最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱:酸性愈依据最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱:酸性愈强,其元素的非金属性也愈强;强,其元素的非金属性也愈强;依据其气态氢化物的稳定性:稳定性愈强,非金属性依据其气态氢化物的稳定性:稳定性愈强,非金属性愈强;愈强;2021/8/9 星期一3单质跟氢气化合的难易程度、条件及生成的氢化物的稳单质跟氢气化合的难易程度、条件及生成的氢化物的稳定性:越易与氢气反应,生成的氢化物也就越稳定,氢化定性:越易与氢气反应,生成的氢化物也就越稳定
5、,氢化物的还原性也就越弱,说明其非金属性也就越强;物的还原性也就越弱,说明其非金属性也就越强;与盐溶液之间的置换反应:非金属单质间的置换反应,与盐溶液之间的置换反应:非金属单质间的置换反应,非金属甲把非金属乙对应的阴离子从其盐溶液中置换出来,非金属甲把非金属乙对应的阴离子从其盐溶液中置换出来,说明甲的非金属性比乙强,如说明甲的非金属性比乙强,如BrBr2 2+2KI 2KBr+2KI 2KBr+I+I2 2;相互化合后的价态:如相互化合后的价态:如S+OS+O2 2 SOSO2 2,说明,说明O O的非金属的非金属性强于性强于S;S;其他:如其他:如2Cu+S Cu2Cu+S Cu2 2S,C
6、u+ClS,Cu+Cl2 2 CuClCuCl2 2,所以,所以ClCl的非金属性强于的非金属性强于S S。点燃点燃点燃点燃2021/8/9 星期一4特别提醒特别提醒 实验设计的要求:实验设计的要求:安全易做安全易做;原料经济、原料经济、常见常见;现象明显、独特现象明显、独特;方案恰当、合理。方案恰当、合理。【实验探究实验探究1 1】试用实验室提供的下列试剂,设计两个原】试用实验室提供的下列试剂,设计两个原理不同的简单实验(只要写出实验方案即可),证明镁理不同的简单实验(只要写出实验方案即可),证明镁元素的金属性比铝强。元素的金属性比铝强。试剂:镁条、铝丝、试剂:镁条、铝丝、AlClAlCl3
7、 3溶液、溶液、MgClMgCl2 2溶液、稀溶液、稀HClHCl、NaOHNaOH溶液。溶液。2021/8/9 星期一5答案答案 开放实验题着重考查基础知识的掌握程度及思维的开放实验题着重考查基础知识的掌握程度及思维的条理有序性、语言表达等综合能力。条理有序性、语言表达等综合能力。方案一:用方案一:用MgMg条和条和AlAl丝分别与盐酸反应,观察其反应速率丝分别与盐酸反应,观察其反应速率的快慢。的快慢。方案二:用方案二:用MgMg条和条和AlAl丝分别与丝分别与NaOHNaOH溶液反应,观察是否反溶液反应,观察是否反应,能与碱溶液反应者为两性,金属性比较弱。应,能与碱溶液反应者为两性,金属性
8、比较弱。方案三:分别向方案三:分别向AlClAlCl3 3溶液、溶液、MgClMgCl2 2溶液中加入溶液中加入NaOHNaOH溶液至溶液至过量,观察其沉淀及其溶解情况。过量,观察其沉淀及其溶解情况。方案四:将方案四:将MgMg条和条和AlAl丝靠在一起,插入稀丝靠在一起,插入稀HClHCl中,观察其中,观察其气泡产生的情况。气泡产生的情况。2021/8/9 星期一6【实验探究实验探究2 2】某同学做同周期元素性质递变规律实验某同学做同周期元素性质递变规律实验时时,自己设计了一套实验方案自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如并记录了有关实验现象如下表:下表:实验方案实验方案 实验现象实
9、验现象 用砂纸擦后的镁带与沸水用砂纸擦后的镁带与沸水反应反应,再向反应后溶液中滴再向反应后溶液中滴加酚酞加酚酞 (A)(A)浮于水面浮于水面,熔成一个小球熔成一个小球,在水面上无定向移动在水面上无定向移动,随之消随之消失失,溶液变红色溶液变红色 向新制的向新制的H H2 2S S饱和溶液中饱和溶液中滴加新制的氯水滴加新制的氯水 (B)(B)产生气体产生气体,可在空气中燃烧可在空气中燃烧,溶液变成浅红色溶液变成浅红色 2021/8/9 星期一7钠与滴有酚酞试液的冷水钠与滴有酚酞试液的冷水反应反应 (C)(C)反应不十分强烈反应不十分强烈,产生可燃产生可燃性气体性气体 镁带与镁带与2 mol/L2
10、 mol/L的盐酸反的盐酸反应应 (D)(D)剧烈反应剧烈反应,产生可燃性气体产生可燃性气体 铝条与铝条与2 mol/L2 mol/L的盐酸反的盐酸反应应 (E)(E)生成白色胶状沉淀,既而生成白色胶状沉淀,既而沉淀消失沉淀消失 向向AlClAlCl3 3溶液中滴加溶液中滴加NaOHNaOH溶液至过量溶液至过量 (F)(F)生成淡黄色沉淀生成淡黄色沉淀 2021/8/9 星期一8请你帮助该同学整理并完成实验报告:请你帮助该同学整理并完成实验报告:(1 1)实验目的:)实验目的:。(2 2)实验用品:)实验用品:仪器:仪器:,药品:药品:。2021/8/9 星期一9(3 3)实验内容:(填写题给
11、信息表中的序号)实验内容:(填写题给信息表中的序号)实验方案实验方案 实验现象实验现象 有关化学方程式有关化学方程式 2021/8/9 星期一10(4 4)实验结论:)实验结论:。(5 5)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。(6 6)请你补充两组简单易行的实验方案,证明此周期中)请你补充两组简单易行的实验方案,证明此周期中另外两种元素的性质递变规律。另外两种元素的性质递变规律。2021/8/9 星期一11解析解析 该题综合性很强,以实验探究的形式考查元素周该题综合性很强,以实验探究的形式考查元素周期律的知识,并且以实验方案设计的形式考查学
12、生的思期律的知识,并且以实验方案设计的形式考查学生的思维想象能力和创新能力。解答该题要认真审题,结合元维想象能力和创新能力。解答该题要认真审题,结合元素化合物的性质和元素周期律的知识,系统分析,填出素化合物的性质和元素周期律的知识,系统分析,填出(3 3)表中内容。再结合实验要求,得出实验目的、实验)表中内容。再结合实验要求,得出实验目的、实验所需仪器,综合分析,得出实验结论。结合元素周期律所需仪器,综合分析,得出实验结论。结合元素周期律的实质,分析(的实质,分析(5 5)。该题中的实验对第三周期的元素进)。该题中的实验对第三周期的元素进行了实验探究,但没有涉及行了实验探究,但没有涉及SiSi
13、和和P P两种元素,结合两种元素,结合SiSi、P P两两元素在第三周期的位置和其性质、设计实验方案,证明其元素在第三周期的位置和其性质、设计实验方案,证明其非金属性的递变。可利用其最高价含氧酸的酸性,或利用非金属性的递变。可利用其最高价含氧酸的酸性,或利用最高价含氧酸的钠盐的水解程度等方法。最高价含氧酸的钠盐的水解程度等方法。2021/8/9 星期一12答案答案 (1 1)验证第三周期元素从左到右金属性递)验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律减、非金属性递增的规律(2 2)试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴)试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等镁带、钠、铝条、新制
14、氯水、新制饱和硫化氢管等镁带、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢溶液、溶液、2 mol/L2 mol/L的盐酸、的盐酸、NaOHNaOH溶液、蒸馏水、酚酞、溶液、蒸馏水、酚酞、AlClAlCl3 3溶液溶液2021/8/9 星期一13(3 3)实验内容:(填写题给信息表中的序号)实验内容:(填写题给信息表中的序号)实验方案实验方案 实验现象实验现象 有关化学方程式有关化学方程式 A A2Na+2H2Na+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2B BMg+2HMg+2H2 2O Mg(OH)O Mg(OH)2 2+H+H2 2D DMg+2HCl MgClMg+2HCl MgCl2
15、 2+H+H2 2C C2Al+6HCl 2AlCl2Al+6HCl 2AlCl3 3+3H+3H2 2E EAlClAlCl3 3+3NaOH Al(OH)+3NaOH Al(OH)3 3+3NaCl+3NaClAl(OH)Al(OH)3 3+NaOH +NaOH NaAlONaAlO2 2+2H+2H2 2O OF FH H2 2S+ClS+Cl2 2 2HCl+S2HCl+S2021/8/9 星期一14(4)(4)金属性:金属性:NaMgAlNaMgAl;非金属性:;非金属性:ClSClS(5)Na(5)Na、MgMg、AlAl、S S、ClCl原子核外都有三个电子层,但最外原子核外都有
16、三个电子层,但最外层电子数依次为层电子数依次为1 1、2 2、3 3、6 6、7 7,原子半径随电子数增多,原子半径随电子数增多而减小,所以核对最外层电子的吸引力依次增强,失电子而减小,所以核对最外层电子的吸引力依次增强,失电子能力减弱,得电子能力增强。能力减弱,得电子能力增强。(6)(6)方案一:测定方案一:测定0.1 mol/L0.1 mol/L的的NaNa2 2SiOSiO3 3、NaNa3 3POPO4 4的的pH,pH,由此判由此判断两种盐溶液的水解能力,得出硅酸、磷酸两种最高价含断两种盐溶液的水解能力,得出硅酸、磷酸两种最高价含氧酸的酸性强弱顺序,进而得出硅、磷两种元素非金属性氧酸
17、的酸性强弱顺序,进而得出硅、磷两种元素非金属性强弱的顺序。强弱的顺序。方案二:在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液,可发生反应生成方案二:在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液,可发生反应生成硅酸沉淀。硅酸沉淀。2021/8/9 星期一15【实验探究实验探究3 3】下表为元素周期表的一部分,请回答有下表为元素周期表的一部分,请回答有 关问题关问题:AAAAAAA02342021/8/9 星期一16(1)(1)和和的元素符号是的元素符号是 和和 ;(2 2)表中最活泼的金属是)表中最活泼的金属是 ,非金,非金属性最强的元素是属性最强的元素是 (填写元素符号);(填写元素符号);(3 3)表中能形成两性氢氧化物的元素名
18、称是)表中能形成两性氢氧化物的元素名称是 ,分别写出该元素的氢氧化物与分别写出该元素的氢氧化物与、最高价氧化物的水化最高价氧化物的水化物反应的化学方程式物反应的化学方程式 、。(4 4)请设计一个实验方案,比较)请设计一个实验方案,比较、单质氧化性的强单质氧化性的强弱:弱:。2021/8/9 星期一17解析解析 根据题给根据题给元素在元素周期表中的位置可以首元素在元素周期表中的位置可以首先推出它们分别是:先推出它们分别是:为氮,为氮,为氟,为氟,为镁,为镁,为铝,为铝,为硅,为硅,为硫,为硫,为氯,为氯,为氩,为氩,为钾,为钾,为溴,为溴,这样就可以很容易地回答所提问题。这样就可以很容易地回答
19、所提问题。答案答案 (1 1)Si Ar (2)K F (3)Si Ar (2)K F (3)铝铝2Al2Al(OHOH)3 3+3H+3H2 2SOSO4 4 AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3+6H+6H2 2O OAlAl(OHOH)3 3+KOH KAlO+KOH KAlO2 2+2H+2H2 2O O(4 4)将)将单质(单质(ClCl2 2)通入盛有)通入盛有的钠盐(的钠盐(NaBrNaBr)溶液中,)溶液中,加入加入CClCCl4 4看看CClCCl4 4层是否呈红棕色,若呈红棕色,则说明层是否呈红棕色,若呈红棕色,则说明ClCl2 2氧化性大于氧化性大于BrBr2 220
20、21/8/9 星期一18迁移应用迁移应用1.1.下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素强的是下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素强的是 ()HClHCl的溶解度比的溶解度比H H2 2S S大;大;盐酸的酸性比氢硫酸(盐酸的酸性比氢硫酸(H H2 2S S水溶液)强;水溶液)强;HClHCl的稳定性比的稳定性比H H2 2S S强;强;HClHCl的还原性的还原性比比H H2 2S S强;强;HClOHClO的酸性比的酸性比H H2 2SOSO4 4强;强;ClCl2 2与铁反应生成与铁反应生成FeClFeCl3 3,而,而S S与铁反应生成与铁反应生成FeSFeS;ClCl2 2能
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