實(shí)驗(yàn)13 同周期元素金屬性的遞變鈉、鎂、鋁與水、酸的反應(yīng)1、掌握鈉、鎂、鋁與水反應(yīng)的原理、現(xiàn)象2、探究不同金屬與水反應(yīng)的快慢3、探究第三周期元素金屬性強(qiáng)弱的遞變規(guī)律2Na+H2O=2NaOH+H2 #Mg+2H2OMg(OH)2+H2#2Na+2HCl=2NaCl+H2 Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2小試管、砂紙、酒精燈、鎂帶、鋁片、1molL1鹽酸、水通過前面學(xué)習(xí)我們知道鈉在冷水中劇烈反應(yīng)，金屬鈉浮在水面上、熔成閃亮的小球、四處游動(dòng)、發(fā)出嘶嘶的響聲、溶液變紅（加酚酞）。鈉與鹽酸反應(yīng)具有鈉與水反應(yīng)的所有現(xiàn)象，但是更為劇烈。實(shí)驗(yàn)操作取一小段鎂帶和一小片鋁，用砂紙除去表面的氧化膜，分別放入兩支試管中。向試管中加入2ml水，并滴入2滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象。過一會(huì)加熱試管至水沸騰，觀察現(xiàn)象。取一小段鎂帶和一小片鋁，用砂紙除去表面的氧化膜，分別放入兩支試管，再加入2ml1molL1鹽酸。觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加入鎂帶的試管中未加熱時(shí)無現(xiàn)象，加熱后鎂帶上產(chǎn)生氣泡，溶液變紅色。加入鋁片的試管中，無明顯現(xiàn)象。鎂帶劇烈反應(yīng)，有大量氣泡出現(xiàn)，放出熱量；鋁片較迅速反應(yīng)，有氣泡出現(xiàn)，放出熱量?；瘜W(xué)方程式Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2Mg+2HCl=MgCl2+H22Al+6HCl=2AlCl3+3H2實(shí)驗(yàn)結(jié)論鎂和冷水反應(yīng)較慢，與沸水反應(yīng)較快。鋁與熱水都不反應(yīng)。鎂與酸反應(yīng)劇烈；鋁與酸反應(yīng)較為劇烈。金屬鎂比金屬鋁活潑規(guī)律綜合金屬鈉與水、酸的反應(yīng)現(xiàn)象可知，第三周期元素的金屬性的變化規(guī)律Na Mg Al Si P S Cl金屬性逐漸減弱鈉、鎂、鋁的金屬性依次減弱的原因？三者的原子電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的增加，原子半徑減小，核對(duì)外層電子吸引力依次增強(qiáng)，故失電子能力依次減弱，金屬性就逐漸減弱。鈉、鎂、鋁的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)弱？NaOH：強(qiáng)堿 Mg(OH)2：中強(qiáng)堿 Al(OH)3：兩性氫氧化物金屬性越強(qiáng)的金屬，對(duì)應(yīng)的堿的堿性越強(qiáng)由以上實(shí)驗(yàn)我們可以得到的元素金屬性強(qiáng)弱判斷的依據(jù)有哪些？金屬單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)置換出H2的難易程度（越易置換出氫氣，說明金屬性越強(qiáng)）最高價(jià)氧化物的水化物氫氧化物的堿性強(qiáng)弱（堿性越強(qiáng)，則金屬性越強(qiáng)）金屬活動(dòng)性順序表（位置越靠前，說明金屬性越強(qiáng)）1下列敘述正確的是（）A鎂鋁合金的抗腐蝕能力強(qiáng)，不與稀硫酸反應(yīng)BNa的金屬活動(dòng)性比Mg的強(qiáng)，故可用Na與MgCl2溶液反應(yīng)制MgC鈉可與冷水劇烈反應(yīng)，而鎂與熱水才能反應(yīng)，說明鈉比鎂活潑DFe在Cl2中燃燒生成FeCl3，其中Fe顯3價(jià)，故Fe與其他非金屬反應(yīng)的產(chǎn)物中，F(xiàn)e也顯3價(jià)【答案】C【解析】A合金中各成分金屬仍保持原有的化學(xué)性質(zhì)，故鎂鋁合金易與稀硫酸反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；BNa是活潑金屬，與MgCl2溶液反應(yīng)時(shí)，Na先與水反應(yīng)生成NaOH和H2，不能置換出Mg，故B錯(cuò)誤；C鈉可與冷水劇烈反應(yīng)，而鎂與熱水才能反應(yīng)，是比較鈉與鎂的金屬性的方法，故C正確；DFe與其他非金屬反應(yīng)的產(chǎn)物中，F(xiàn)e的化合價(jià)取決于非金屬的氧化性強(qiáng)弱，并不一定是3價(jià)，如Fe與S反應(yīng)生成的FeS中Fe顯2價(jià)，故D錯(cuò)誤。故選C。2下列各組元素性質(zhì)遞變情況不正確的是（）AN、P、F原子半徑依次增大BLi、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多CNa、K、Rb的金屬性依次增強(qiáng)DP、S、Cl元素最高正化合價(jià)依次升高【答案】A【解析】A原子半徑F比N、P均小，故A錯(cuò)誤；BLi、Be、B在第二周期，同周期原子最外層電子數(shù)依次增多，故B正確；CNa、K、Rb同主族元素從上到下元素的金屬性依次增強(qiáng)，故C正確；DP、S、Cl原子最外層電子數(shù)分別為5、6、7，則P、S、Cl元素最高正價(jià)依次升高，故D正確；故選A。3下列氫氧化物中，堿性最強(qiáng)的是（）ALiOH BNaOH CKOH DRbOH【答案】D【解析】元素金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)。同主族元素從上而下金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬性Li<Na<K<Rb，故堿性LiOH<NaOH<KOH<RbOH。答案選D。4依據(jù)元素周期表及元素周期律，下列推測(cè)不正確的是（）AH2SiO3的酸性比H3PO4的強(qiáng)BMg(OH)2的堿性比Be(OH)2的強(qiáng)CHBr的熱穩(wěn)定性比HI的強(qiáng)DCa的金屬性比Al的強(qiáng)【答案】A【解析】A同周期自左向右非金屬性逐漸增強(qiáng)，最高價(jià)含氧酸的酸性逐漸增強(qiáng)，H2SiO3的酸性比H3PO4的弱，A錯(cuò)誤；B同主族從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，最高價(jià)氧化物水化物的堿性逐漸增強(qiáng)，則Mg(OH)2的堿性比Be(OH)2的強(qiáng)，B正確；C同主族從上到下非金屬性逐漸減弱，氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，則HBr的熱穩(wěn)定性比HI的強(qiáng)，C正確；D同主族從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，同周期自左向右金屬性逐漸減弱，Ca的金屬性比Al的強(qiáng)，D正確。答案選A。5下列結(jié)論正確的是（）微粒半徑：r(K+)>r(Al3+)>r(S2-)>r(Cl) 氫化物的穩(wěn)定性：HF>HCl>H2S>PH3>SiH4還原性：I>Br>Cl>Fe2+ 氧化性：Cl2>S>Se>Te酸性：H2SO4>H3PO4>H2CO3>H3BO3 非金屬性：O>N>P>Si 金屬性：Be<Mg<Ca<KA B C D【答案】C【解析】鉀離子與氯離子、硫離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則微粒半徑：r(S2)r(Cl)r(K+)r(Al3+)，錯(cuò)誤；元素的非金屬性越強(qiáng)，則氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，所以氫化物的穩(wěn)定性：HFHClH2SPH3SiH4，正確；非金屬性越強(qiáng)，相應(yīng)陰離子的還原性越弱，則離子的還原性：IBrCl。單質(zhì)溴能氧化亞鐵離子，則還原性Fe2+Br，鐵離子能把碘離子氧化為單質(zhì)碘，則還原性IFe2+，因此還原性是IFe2+BrCl，錯(cuò)誤；元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，所以氧化性：Cl2SSeTe，正確；非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，則酸性：H2SO4H3PO4H2CO3H3BO3，正確；同周期從左到右元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)，同主族從上到下逐漸減弱，所以非金屬性：ONPSi，正確；同主族元素的金屬性從上到下逐漸增強(qiáng)，同周期自左向右金屬性逐漸減弱，所以金屬性：BeMgCaK，正確；答案選C。6下列排列順序不正確的是（）A堿性：KOHNaOHMg(OH)2 B酸性：HClO4H2SO4H3PO4C原子半徑：AlMgNa D熱穩(wěn)定性：HFHClH2S【答案】C【解析】A同周期從左向右金屬性逐漸減弱，同主族從上到下，金屬性逐漸增強(qiáng)，所以金屬性K>Na>Mg。金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)，所以堿性：KOHNaOHMg(OH)2，故A正確；B同周期從左向右，非金屬性逐漸增強(qiáng)，對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)，所以酸性：HClO4H2SO4H3PO4，故B正確；C同周期從左向右原子半徑逐漸減小，所以原子半徑：Al<Mg<Na，故C錯(cuò)誤；D同周期從左向右非金屬性增強(qiáng)，同主族從上到下非金屬性逐漸減弱，且非金屬性增強(qiáng)，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，所以熱穩(wěn)定性：HFHClH2S，故D正確；本題答案為：C。7（1）取wg鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比是_。（2）取0.1mol鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比是_。（3）若產(chǎn)生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鎂、鋁三種金屬的物質(zhì)的量之比是_；質(zhì)量之比是_。（4）若將0.1mol鈉、鎂、鋁分別投入到10mL1molL1鹽酸中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氫氣的體積大小順序是_?！敬鸢浮浚?）1/231/121/9 （2）123 （3）632 23129 （4）鈉>鎂=鋁【解析】（1）金屬鈉與鹽酸反應(yīng)：2Na2HCl=2NaClH2 2 1W/23 W/46金屬鎂與鹽酸反應(yīng)Mg2HCl=MgCl2H21 1W/24 W/24金屬鋁與鹽酸反應(yīng)2Al6HCl=2AlCl33H2 2 3W/27 W/18 相同條件下，體積之比等于其物質(zhì)的量之比為W/46W/24W/18=1/231/121/9；（2）根據(jù)（1）中反應(yīng)方程式，產(chǎn)生氫氣物質(zhì)的量分別為：0.05、0.1、0.15，相同條件下，物質(zhì)的量之比等于其體積之比，即為0.050.10.15=123；（3）生成氫氣體積相同，即生成氫氣物質(zhì)的量相同，反應(yīng)方程式分別是2Na2HCl=2NaClH2、Mg2HCl=MgCl2H2、2/3Al2HCl=2/3AlCl3H2，因此三種金屬物質(zhì)的量之比為212/3=632，其質(zhì)量比為623324227=23129；（4）金屬鈉與鹽酸反應(yīng)：2Na2HCl=2NaClH2，由題意可知鹽酸顯然不足，產(chǎn)生氫氣物質(zhì)的量為0.005mol，過量金屬鈉與水反應(yīng)：2Na2H2O=2NaOHH2，產(chǎn)生氫氣的量為（0.10.01）/2mol=0.045mol，共產(chǎn)生氫氣物質(zhì)的量為0.05mol，金屬鎂與鹽酸反應(yīng)：Mg2HCl=MgCl2H2，同理鹽酸不足，但過量鎂不與水反應(yīng)，因此產(chǎn)生氫氣的量為0.005mol，金屬鋁與鹽酸反應(yīng)：2Al6HCl=2AlCl33H2，同理鹽酸不足，過量鋁不與水反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣物質(zhì)的量為0.005mol，綜上所述，產(chǎn)生氫氣體積大小順序是鈉>鎂=鋁。8鹵族元素的單質(zhì)能與H2反應(yīng)，反應(yīng)情況如下表所示：F2在暗處能劇烈化合并發(fā)生爆炸，生成的化氫很穩(wěn)定Cl2光照或點(diǎn)燃發(fā)生反應(yīng)，生成的氯化氫較穩(wěn)定Br2加熱至一定溫度才能反應(yīng)，生成的溴化氫不如氯化氫穩(wěn)定I2不斷加熱才能緩慢反應(yīng)，同一條件下，生成的HI會(huì)分解（1）鹵族元素位于周期表中的_族。（2）用電子式表示HCl的形成過程_。（3）依據(jù)上表，可以推測(cè)出：隨著核電荷數(shù)的增加，_（填字母）。a單質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸升高 b元素的非金屬性逐漸減弱c鹵化氫的還原性依次減弱 d鹵化氫的穩(wěn)定性依次減弱（4）I2與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。（5）不同鹵素原子之間可形成鹵素互化物，其性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相近。BrCl和FeCl2水溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_?！敬鸢浮浚?）VIIA （2）（3）bd（4）H2+I22HI （5）3BrCl+6FeCl2=5FeCl3+FeBr3【解析】（1）鹵族元素的最外層電子數(shù)=元素的主族序數(shù)=7，所以鹵族元素位于周期表中的A；（2）HCl屬于共價(jià)化合物，氫原子最外層電子與Cl最外層電子形成一對(duì)共用電子對(duì)，其形成過程可寫為；（3）a鹵族元素，隨著原子序數(shù)的遞增，單質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸升高，但是表中數(shù)據(jù)無法判斷，故錯(cuò)誤；b根據(jù)表中的信息：?jiǎn)钨|(zhì)和氫氣化合越來越難，得到鹵族元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素的非金屬性逐漸減弱，故正確；c元素的非金屬性逐漸減弱，鹵化氫的還原性依次增強(qiáng)，故錯(cuò)誤；d元素的非金屬性逐漸減弱，所以鹵化氫的穩(wěn)定性依次減弱，故正確；答案選bd；（4）I2與H2反應(yīng)生成碘化氫是可逆反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是H2+I22HI；（5）同鹵素原子之間可形成鹵素互化物，其性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相近，根據(jù)氯氣和FeCl2之間反應(yīng)生成FeCl3的原理，推斷：BrCl和FeCl2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3BrCl+6FeCl2=5FeCl3+FeBr3。9某同學(xué)為驗(yàn)證元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。I（1）將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的同濃度的鹽酸中，試預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：_與鹽酸反應(yīng)最劇烈，_與鹽酸反應(yīng)的速率最慢；_與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體最多。（2）向Na2S溶液中通入氯氣出現(xiàn)淡黃色渾濁，可證明Cl的非金屬性比S強(qiáng)，反應(yīng)的離子方程式為：_。II利用下圖裝置可驗(yàn)證同主族非金屬性的變化規(guī)律。（3）儀器A的名稱為_，B為_，干燥管D的作用為_。（4）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，觀察到混合溶液_的現(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。（5）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_的現(xiàn)象，即可證明。但有的同學(xué)認(rèn)為鹽酸具有揮發(fā)性，應(yīng)用_溶液除去?！敬鸢浮縄（1）鉀鋁鋁（2）S2+Cl2=S+2C1II（3）分液漏斗錐形瓶防止倒吸（4）變藍(lán)NaOH或Ca(OH)2 （5）有白色沉淀生成飽和NaHCO3【解析】I（1）金屬活潑性順序?yàn)椋衡涒c鎂鋁，所以相同條件下與鹽酸反應(yīng)最激烈的是鉀，反應(yīng)速率最慢的是鋁；生成1mol氫氣需要得到2mol電子，1mol鉀、鈉都失去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+2C1，II（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，因此，本題正確答案是:分液漏斗；錐形瓶;防止倒吸；（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)而被吸收，則可用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收，少量時(shí)，也可用石灰水吸收，（3）因碳酸比硅酸強(qiáng)，二氧化碳可與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，溶液變渾濁，氯化氫具有揮發(fā)性，干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，需要將二氧化碳中的氯化氫除掉，根據(jù)氯化氫與碳酸氫鈉反應(yīng)，而二氧化碳不反應(yīng)，可以在B和C之間增加裝有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶。