第3課時預測元素及其化合物的性質PPT課件

1、第3課時預測元素及其化合物的性質一、根據(jù)同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律預測硅一、根據(jù)同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律預測硅的性質的性質1.1.性質的預測性質的預測(1)(1)硅元素的原子結構及性質分析。硅元素的原子結構及性質分析。原子結構原子結構示意圖示意圖最高最高正價正價最低最低負價負價元素元素類別類別得電子得電子能力能力_元素元素較較_+4+4-4-4非金屬非金屬弱弱(2)(2)性質預測。性質預測。硅及其化合硅及其化合物的化學式物的化學式化學性質預測化學性質預測預測依據(jù)預測依據(jù)SiSi化學性質不活潑化學性質不活潑, ,但但是在一定條件下能是在一定條件下能與與_等發(fā)生化學等發(fā)生化學反應反應

2、, ,由于其性質由于其性質的特殊性的特殊性, ,可能還可能還具有獨特的性質具有獨特的性質與碳元素同與碳元素同主族主族, ,與與_單質具有相單質具有相似的化學性質似的化學性質氧氣氧氣碳碳硅及其化合硅及其化合物的化學式物的化學式化學性質預測化學性質預測預測依據(jù)預測依據(jù)SiOSiO2 2具有具有_氧化物氧化物的通性的通性, ,能與堿、能與堿、堿性氧化物等發(fā)生堿性氧化物等發(fā)生反應反應, ,可能也具有可能也具有一定的特性一定的特性與碳元素同主與碳元素同主族族, ,與與_具有具有相似的化學相似的化學性質性質H H2 2SiOSiO3 3具有酸的性質具有酸的性質, ,能能與堿反應與堿反應, ,但酸性較但酸性

3、較弱弱, ,酸性酸性_碳酸碳酸同主族元素性質同主族元素性質的相似性和遞變的相似性和遞變規(guī)律規(guī)律酸性酸性COCO2 2弱于弱于2.2.化學性質驗證化學性質驗證(1)(1)單質硅的化學性質單質硅的化學性質常溫下常溫下, ,硅的化學性質不活潑硅的化學性質不活潑, ,只與只與F F2 2、HFHF、強堿、強堿( (如如NaOH)NaOH)溶液溶液反應。反應。Si+_FSi+_F2 2=_,=_,Si+_HF=_, Si+_HF=_, Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=_O=_。2 2SiFSiF4 44 4SiFSiF4 4+2H+2H2 2NaNa2 2SiOSiO3 3+2H+2H

4、2 2加熱條件下和某些非金屬單質加熱條件下和某些非金屬單質( (如如O O2 2、ClCl2 2) )發(fā)生發(fā)生反應反應。Si+OSi+O2 2 _ _。SiOSiO2 2【巧判斷巧判斷】(1)(1)因為硅的化學性質不活潑因為硅的化學性質不活潑, ,所以在自然界中有游離所以在自然界中有游離態(tài)的硅存在。態(tài)的硅存在。( () )提示提示: :。硅的化學性質雖然不活潑。硅的化學性質雖然不活潑, ,但是在自然界中但是在自然界中硅元素全部以化合態(tài)的形式存在。硅元素全部以化合態(tài)的形式存在。 (2)(2)硅單質不與任何酸發(fā)生化學反應。硅單質不與任何酸發(fā)生化學反應。( () )提示提示: :。硅可以與氫氟酸發(fā)生

5、化學反應。硅可以與氫氟酸發(fā)生化學反應。(2)SiO(2)SiO2 2的化學性質的化學性質具有具有酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性: :a.a.常溫下常溫下SiOSiO2 2與強堿溶液反應生成鹽和水與強堿溶液反應生成鹽和水: :SiOSiO2 2+2NaOH=_; +2NaOH=_; NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O Ob.b.高溫下高溫下SiOSiO2 2與堿性氧化物反應生成鹽與堿性氧化物反應生成鹽: :SiOSiO2 2+CaO _+CaO _。弱氧化性弱氧化性:SiO:SiO2 2+2C _+2C _。特性特性: :與氫氟酸與氫氟酸(HF)(HF)反應反應: :SiOSiO

6、2 2+_HF=_+_HF=_。此反應常被用來刻蝕此反應常被用來刻蝕_。=高溫高溫=高溫高溫CaSiOCaSiO3 3Si(Si(粗粗)+2CO)+2CO4 4SiFSiF4 4+2H+2H2 2O O玻璃玻璃【巧判斷巧判斷】(1)SiO(1)SiO2 2是酸性氧化物是酸性氧化物, ,所以所以SiOSiO2 2能與能與H H2 2O O反應生成硅酸反應生成硅酸。( () )提示提示: :。SiOSiO2 2雖然是酸性氧化物雖然是酸性氧化物, ,但是不與但是不與H H2 2O O反應生反應生成硅酸。成硅酸。 (2)(2)因為因為SiOSiO2 2能導電能導電, ,所以所以SiOSiO2 2能用于

7、制造光導纖維。能用于制造光導纖維。( () )提示提示: :。SiOSiO2 2不能導電。不能導電。(3)H(3)H2 2SiOSiO3 3的化學性質。的化學性質。H H2 2SiOSiO3 3是一種弱酸是一種弱酸, ,具有酸的性質具有酸的性質, ,但是酸性比碳酸但是酸性比碳酸的弱的弱。驗證驗證:Na:Na2 2SiOSiO3 3+_=_+Na+_=_+Na2 2COCO3 3。 COCO2 2+H+H2 2O OH H2 2SiOSiO3 3【微思考微思考】非金屬性硅比碳弱非金屬性硅比碳弱, ,你還能用什么方式進行證明你還能用什么方式進行證明? ?提示提示: :可以用氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性進行驗

8、證可以用氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性進行驗證, ,其中硅烷其中硅烷的穩(wěn)定性不如甲烷的穩(wěn)定性強。的穩(wěn)定性不如甲烷的穩(wěn)定性強。【情境情境思考思考】“瑪瑙瑪瑙”早期被書寫成早期被書寫成“馬腦馬腦”。因。因“色如馬腦色如馬腦, ,故從故從彼名彼名”。自佛經傳入中國后。自佛經傳入中國后, ,翻譯人員考慮到翻譯人員考慮到“馬腦馬腦”屬玉石類屬玉石類, ,于是巧妙地譯成于是巧妙地譯成“瑪瑙瑪瑙”?，旇У闹饕煞譃槎趸璎旇У闹饕煞譃槎趸? ,由于其與水化二氧化硅由于其與水化二氧化硅( (硅酸硅酸) )交替而常重復成層。因其夾雜氧化金屬交替而常重復成層。因其夾雜氧化金屬, ,顏色可顏色可從極淡色到暗色。想一想如

9、何由二氧化硅制取硅酸。從極淡色到暗色。想一想如何由二氧化硅制取硅酸。提示提示: :二氧化硅不與水反應二氧化硅不與水反應, ,故應先與堿故應先與堿( (如如NaOHNaOH溶液溶液) )反應生成硅酸鹽反應生成硅酸鹽, ,再與酸再與酸( (如鹽酸如鹽酸) )反應生成硅酸。反應生成硅酸。二、元素周期表的應用二、元素周期表的應用1.1.科學預測科學預測根據(jù)元素在周期表中的位置根據(jù)元素在周期表中的位置, ,推測元素的原子結構推測元素的原子結構, ,預預測其主要性質測其主要性質, ,為研究物質結構、發(fā)現(xiàn)新元素、合成新為研究物質結構、發(fā)現(xiàn)新元素、合成新物質等提供許多有價值的指導。物質等提供許多有價值的指導。

10、2.2.在生產生活中的應用在生產生活中的應用利用元素周期表尋找新材料。利用元素周期表尋找新材料。將下面左右兩側對應內容連線將下面左右兩側對應內容連線: :【情境思考情境思考】人工合成氨是科學史上的里程碑之一。一人工合成氨是科學史上的里程碑之一。一百多年來百多年來, ,工業(yè)合成氨需要高溫高壓的苛刻條件工業(yè)合成氨需要高溫高壓的苛刻條件, ,而自然而自然界的生物固氮是在常溫常壓下進行的。因此高效的人工界的生物固氮是在常溫常壓下進行的。因此高效的人工模擬生物固氮成為催化科學領域的圣杯。模擬生物固氮成為催化科學領域的圣杯。若要研制新型的高效催化劑若要研制新型的高效催化劑, ,應該在元素周期表的什么應該在

11、元素周期表的什么位置尋找合適的元素位置尋找合適的元素? ?提示提示: :在元素周期表中的過渡元素部分尋找合適的催化在元素周期表中的過渡元素部分尋找合適的催化劑。劑。知識點一硅及其化合物的特性知識點一硅及其化合物的特性【重點釋疑重點釋疑】1.1.硅的特性硅的特性(1)(1)一般情況下一般情況下, ,非金屬單質熔、沸點低非金屬單質熔、沸點低, ,硬度小硬度小, ,但晶但晶體硅熔、沸點高體硅熔、沸點高, ,硬度大硬度大; ;非金屬單質一般不導電非金屬單質一般不導電, ,但但SiSi為半導體為半導體, ,有一定的導電能力。有一定的導電能力。(2)(2)非金屬單質一般不跟非氧化性酸反應非金屬單質一般不跟

12、非氧化性酸反應, ,但但SiSi卻能卻能與與HFHF反應反應:Si+4HF=SiF:Si+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2。(3)Si(3)Si的還原性大于的還原性大于C,C,但但C C卻能在高溫下還原出卻能在高溫下還原出Si:Si:SiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2CO。 =高溫高溫(4)(4)非金屬單質跟堿液的作用一般非金屬單質既作氧化非金屬單質跟堿液的作用一般非金屬單質既作氧化劑又作還原劑劑又作還原劑, ,且無且無H H2 2放出放出, ,但但SiSi與堿液與堿液( (如如NaOHNaOH溶液溶液) )反應只作還原劑反應只作還原劑, ,且放出且放出H H2 2:

13、Si+2NaOH+H:Si+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3 +2H+2H2 2。2.2.硅的化合物的特性硅的化合物的特性(1)SiO(1)SiO2 2是是H H2 2SiOSiO3 3的酸酐的酸酐, ,但它不溶于水但它不溶于水, ,不能直接用它不能直接用它與水反應來制取與水反應來制取H H2 2SiOSiO3 3。(2)(2)非金屬氧化物的熔、沸點一般較低非金屬氧化物的熔、沸點一般較低, ,但但SiOSiO2 2的卻很的卻很高。高。(3)(3)酸性氧化物一般不與酸作用酸性氧化物一般不與酸作用, ,但但SiOSiO2 2能跟能跟HFHF作用作用: : SiOSiO2

14、 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O。(4)H(4)H2 2COCO3 3的酸性大于的酸性大于H H2 2SiOSiO3 3, ,所以有所以有NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O =H=H2 2SiOSiO3 3+Na+Na2 2COCO3 3, ,但在高溫下但在高溫下NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2 NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2也能發(fā)生也能發(fā)生, ,原因是原因是COCO2 2是低沸點、易揮發(fā)是低沸點、易揮發(fā)的氣體的氣體,SiO,SiO2 2是高沸點、難揮發(fā)的固體。是高沸點、難揮發(fā)的固體。(

15、5)(5)無機酸一般易溶于水無機酸一般易溶于水, ,但但H H2 2SiOSiO3 3卻難溶于水。且易分卻難溶于水。且易分解解:H:H2 2SiOSiO3 3 SiO SiO2 2+H+H2 2O O。 =高溫高溫【易錯提醒易錯提醒】SiOSiO2 2和和COCO2 2的物理性質差別很大的物理性質差別很大, ,是由于二是由于二者結構上的差別造成的。者結構上的差別造成的。SiOSiO2 2是立體網狀結構的晶體是立體網狀結構的晶體, ,不存在不存在SiOSiO2 2分子分子, ,而而COCO2 2是由碳、氧原子結合成的分子是由碳、氧原子結合成的分子, ,微粒間的作用力遠小于微粒間的作用力遠小于Si

16、OSiO2 2。這樣的結構差異也決定了這樣的結構差異也決定了COCO2 2和和SiOSiO2 2的化學性質有很大的化學性質有很大的不同。雖然兩者都是酸性氧化物的不同。雖然兩者都是酸性氧化物, ,但由于結構的穩(wěn)定但由于結構的穩(wěn)定性性,SiO,SiO2 2不能像不能像COCO2 2那樣在水溶液中和氣體狀態(tài)時與許多那樣在水溶液中和氣體狀態(tài)時與許多物質發(fā)生反應。物質發(fā)生反應。【思考思考討論討論】(1)(1)將少量將少量COCO2 2通入通入NaNa2 2SiOSiO3 3溶液會生成白色沉淀溶液會生成白色沉淀, ,寫出相寫出相關的化學方程式關的化學方程式, ,并比較碳酸和硅酸的強弱。并比較碳酸和硅酸的強

17、弱。提示提示: :反應方程式為反應方程式為H H2 2O+COO+CO2 2+Na+Na2 2SiOSiO3 3=Na=Na2 2COCO3 3+ + H H2 2SiOSiO3 3,說明硅酸的酸性比碳酸的還弱。說明硅酸的酸性比碳酸的還弱。(2)(2)根據(jù)反應根據(jù)反應SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 CO CO2 2+Na+Na2 2SiOSiO3 3, ,能判斷硅能判斷硅酸的酸性比碳酸強嗎酸的酸性比碳酸強嗎? ?為什么為什么? ?=高溫高溫提示提示: :不能。不能。“強酸制弱酸強酸制弱酸”一般用于水溶液中的反應一般用于水溶液中的反應。該反應由。該反應由SiOSiO2 2生成

18、生成COCO2 2是在高溫下進行的是在高溫下進行的, ,不是在水溶不是在水溶液環(huán)境中進行的。反應能發(fā)生是因為產物液環(huán)境中進行的。反應能發(fā)生是因為產物COCO2 2是氣態(tài)能是氣態(tài)能脫離反應體系脫離反應體系, ,使反應正向進行。使反應正向進行。【案例示范案例示范】【典例典例】(2019(2019銀川高一檢測銀川高一檢測) )下列有關說法中正確下列有關說法中正確的是的是 ( () )A.A.硅是非金屬元素硅是非金屬元素, ,與任何酸都不發(fā)生反應與任何酸都不發(fā)生反應B.SiOB.SiO2 2溶于水生成硅酸溶于水生成硅酸, ,其水溶液顯酸性其水溶液顯酸性C.C.硅的性質很穩(wěn)定硅的性質很穩(wěn)定, ,但在自然

19、界中不存在游離態(tài)但在自然界中不存在游離態(tài)D.D.二氧化硅是酸性氧化物二氧化硅是酸性氧化物, ,可以與堿反應可以與堿反應, ,但是不能與但是不能與酸反應酸反應【解題指南解題指南】解答本題注意以下兩點解答本題注意以下兩點: :(1)(1)硅與二氧化硅性質都比較穩(wěn)定硅與二氧化硅性質都比較穩(wěn)定, ,除氫氟酸之外除氫氟酸之外, ,一般一般不與酸反應不與酸反應; ;(2)(2)酸性氧化物是指能與堿反應只生成鹽和水的氧化物酸性氧化物是指能與堿反應只生成鹽和水的氧化物, ,不一定與水反應。不一定與水反應。【解析解析】選選C C。硅在常溫下可以與氫氟酸反應。硅在常溫下可以與氫氟酸反應,A,A項錯誤項錯誤;SiO

20、;SiO2 2不溶于水不溶于水, ,也不能與水反應也不能與水反應, ,所以所以B B錯誤錯誤; ;自然界中自然界中沒有游離態(tài)的硅沒有游離態(tài)的硅, ,化合態(tài)的硅幾乎全部是二氧化硅和硅化合態(tài)的硅幾乎全部是二氧化硅和硅酸鹽酸鹽, C, C項正確項正確;SiO;SiO2 2是酸性氧化物是酸性氧化物, ,但是可以與氫氟酸但是可以與氫氟酸反應反應,D,D錯誤。錯誤。【母題追問母題追問】上題上題C C中中, ,如何制備單質硅如何制備單質硅? ?制得的硅中可制得的硅中可能含有哪些雜質能含有哪些雜質? ?如何提純如何提純? ?提示提示: :工業(yè)上一般用焦炭還原二氧化硅制得粗硅工業(yè)上一般用焦炭還原二氧化硅制得粗硅

21、, ,粗硅粗硅中可能含有碳單質以及二氧化硅中可能含有碳單質以及二氧化硅, ,接著讓硅與氯氣反應接著讓硅與氯氣反應, ,生成四氯化硅液體生成四氯化硅液體, ,過濾過濾, ,除去其中的固體雜質除去其中的固體雜質, ,然后然后用氫氣還原所得到的四氯化硅用氫氣還原所得到的四氯化硅, ,便得到純凈的硅。便得到純凈的硅?！具w移遷移應用應用】1.20191.2019年年, ,華為推出了麒麟華為推出了麒麟985985芯片芯片, ,用于新一代用于新一代5G5G智能智能手機。芯片是通過專門的工藝可以在硅晶片上刻蝕出手機。芯片是通過專門的工藝可以在硅晶片上刻蝕出數(shù)以百萬計的晶體管數(shù)以百萬計的晶體管, ,被廣泛應用于

22、集成電路的制造。被廣泛應用于集成電路的制造。對硅芯片技術的掌握已經成為國家經濟與技術發(fā)展的對硅芯片技術的掌握已經成為國家經濟與技術發(fā)展的重要力量。下列說法正確的是重要力量。下列說法正確的是( () )A.A.硅的化學性質很穩(wěn)定硅的化學性質很穩(wěn)定, ,常溫下不能與其他物質發(fā)生反常溫下不能與其他物質發(fā)生反應應B.B.硅在自然界中的含量很大硅在自然界中的含量很大, ,自然界中存在大量的單質自然界中存在大量的單質硅硅C.C.高純度的硅被用于制作計算機芯片高純度的硅被用于制作計算機芯片D.D.高純度的硅常被用來制造光導纖維高純度的硅常被用來制造光導纖維【解析解析】選選C C。硅的化學性質很穩(wěn)定。硅的化學

23、性質很穩(wěn)定, ,但在常溫下能與但在常溫下能與強堿溶液、強堿溶液、HFHF、F F2 2等反應等反應,A,A不正確不正確; ;自然界中硅以化合自然界中硅以化合態(tài)形式存在態(tài)形式存在, ,沒有單質硅沒有單質硅,B,B不正確不正確;SiO;SiO2 2用于制造光導用于制造光導纖維纖維, ,而不是而不是Si,DSi,D不正確。不正確。2.(20192.(2019淮北高一檢測淮北高一檢測)2018)2018世界光纖光纜大會于世界光纖光纜大會于1111月月5 57 7日在杭州召開。光纜的主要成分為日在杭州召開。光纜的主要成分為SiOSiO2 2。碳和。碳和硅均為第硅均為第AA族的元素族的元素, ,二者性質既

24、有一定的相似性又二者性質既有一定的相似性又有一定的遞變性。下列關于有一定的遞變性。下列關于SiOSiO2 2和和COCO2 2的說法中的說法中, ,正確的正確的是是( () )A.COA.CO2 2與與SiOSiO2 2都能跟都能跟H H2 2O O反應生成相應的酸反應生成相應的酸B.SiOB.SiO2 2與與COCO2 2都不能與酸反應都不能與酸反應C.SiOC.SiO2 2與與COCO2 2( (干冰干冰) )都能夠與氫氧化鈉溶液反應都能夠與氫氧化鈉溶液反應D.D.水晶的主要成分是水晶的主要成分是SiCSiC【解析解析】選選C C。A A項項,CO,CO2 2與水反應與水反應,SiO,Si

25、O2 2不與水反應不與水反應, ,也不也不溶于水溶于水;B;B項項,SiO,SiO2 2為酸性氧化物為酸性氧化物, ,能與能與HFHF反應反應, ,但但COCO2 2不不與酸反應與酸反應;C;C項項,SiO,SiO2 2、COCO2 2均能與均能與NaOHNaOH溶液反應溶液反應:SiO:SiO2 2+ + 2NaOH=Na2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O,COO,CO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2COCO3 3+H+H2 2O;DO;D項項, ,水晶是純凈的水晶是純凈的SiOSiO2 2,SiC,SiC俗稱金剛砂。俗稱金剛砂?！狙a償訓練補償訓練】(2

26、019(2019泉州高一檢測泉州高一檢測) ) 現(xiàn)有下列五個轉化現(xiàn)有下列五個轉化, ,其中不可其中不可能通過一步反應實現(xiàn)的是能通過一步反應實現(xiàn)的是( () )SiOSiO2 2NaNa2 2SiOSiO3 3 CuSOCuSO4 4CuClCuCl2 2SiOSiO2 2HH2 2SiOSiO3 3 CuOCu(OH)CuOCu(OH)2 2NaNa2 2O O2 2NaOHNaOHA.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】選選B B。SiOSiO2 2 Na Na2 2SiOSiO3 3,CuSO,CuSO4 4 CuClCuCl2 2,Na,Na2 2O O2 2 NaOH NaOH?！?/p>

27、素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升】在食品或者鞋子等包裝盒中往往會加入變色硅膠的包在食品或者鞋子等包裝盒中往往會加入變色硅膠的包裝袋裝袋, ,以防商品受潮。變色硅膠吸水前后的顏色變化如以防商品受潮。變色硅膠吸水前后的顏色變化如圖所示圖所示: :硅膠和石英的主要成分都是硅膠和石英的主要成分都是SiOSiO2 2, ,前者是結構疏松的前者是結構疏松的SiOSiO2 2, ,后者是結構致密的后者是結構致密的SiOSiO2 2。二者成分相同。二者成分相同, ,結構不同結構不同, ,化學性質相同化學性質相同, ,物理性質上表現(xiàn)出差別物理性質上表現(xiàn)出差別, ,具有不同的用具有不同的用途。由石英制取硅膠途。由石英制取硅膠,

28、,經歷以下三步經歷以下三步, ,試寫出每步反應試寫出每步反應的化學方程式。的化學方程式。(1)(1)用用NaOH(aq)NaOH(aq)溶解石英溶解石英, ,則溶解過程中石英發(fā)生了哪則溶解過程中石英發(fā)生了哪些反應些反應? ?提示提示: :石英主要成分是酸性氧化物石英主要成分是酸性氧化物SiOSiO2 2, ,與堿反應生成與堿反應生成鹽和水鹽和水: 2NaOH+SiO: 2NaOH+SiO2 2=NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O (2)(2)過濾過濾, ,向濾液中加入鹽酸向濾液中加入鹽酸, ,至沉淀不再產生至沉淀不再產生, ,此過程此過程中發(fā)生了哪些反應中發(fā)生了哪些反應? ?

29、提示提示: :過濾過濾, ,除去石英中的雜質除去石英中的雜質, ,得濾液為得濾液為NaNa2 2SiOSiO3 3(aq),(aq),硅酸是弱酸硅酸是弱酸,Na,Na2 2SiOSiO3 3與鹽酸發(fā)生復分解反應與鹽酸發(fā)生復分解反應: : NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl+2HCl=2NaCl+H2NaCl+H2 2SiOSiO3 3。(3)(3)微熱微熱, ,濃縮硅酸溶液濃縮硅酸溶液, ,加熱蒸干溶液加熱蒸干溶液, ,并使固體完全并使固體完全分解分解, ,加熱蒸干后固體物質的成分是什么加熱蒸干后固體物質的成分是什么? ?中間發(fā)生了中間發(fā)生了什么變化什么變化? ?提示提示: :微熱微熱

30、,H,H2 2SiOSiO3 3(aq)(aq)濃縮濃縮,H,H2 2SiOSiO3 3聚合為膠體聚合為膠體, ,加熱硅加熱硅酸溶膠脫水酸溶膠脫水, ,生成多孔硅膠生成多孔硅膠: H: H2 2SiOSiO3 3 H H2 2O+SiOO+SiO2 2。 知識點二知識點二“預測元素性質預測元素性質”的基本方法的基本方法【重點釋疑重點釋疑】 1.1.由原子序數(shù)確定元素位置的規(guī)律由原子序數(shù)確定元素位置的規(guī)律只要記住了稀有氣體元素的原子序數(shù)只要記住了稀有氣體元素的原子序數(shù)(He2(He2、Ne10Ne10、Ar18Ar18、Kr36Kr36、Xe54Xe54、Rn86),Rn86),就可由主族元就可

31、由主族元素的原子序數(shù)推出主族元素的位置。素的原子序數(shù)推出主族元素的位置。(1)(1)若比相應的稀有氣體元素多若比相應的稀有氣體元素多1 1或或2,2,則應處在下周期則應處在下周期的第的第AA族或第族或第AA族族, ,如如8888號元素號元素:88-86=2,:88-86=2,則應在第則應在第七周期第七周期第AA族族; ;(2)(2)若比相應的稀有氣體元素少若比相應的稀有氣體元素少1 15 5時時, ,則應處在同周則應處在同周期的第期的第AA族第族第AA族族, ,如如8484號元素應在第六周期第號元素應在第六周期第AA族族; ; (3)(3)若預測新元素若預測新元素, ,可與未發(fā)現(xiàn)的稀有氣體元素

32、可與未發(fā)現(xiàn)的稀有氣體元素(118(118號號) )比較比較, ,按上述方法推測知按上述方法推測知:114:114號元素應為第七周期第號元素應為第七周期第AA族。族。2.2.性質與位置互推問題是解題的關鍵性質與位置互推問題是解題的關鍵熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律律, ,主要包括主要包括: :(1)(1)元素的金屬性、非金屬性。元素的金屬性、非金屬性。(2)(2)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。(3)(3)最高價氧化物對應水化物的酸堿性。最高價氧化物對應水化物的酸堿性。(4)(4)金屬與金屬與H H2 2O O或酸反應的難易

33、程度?；蛩岱磻碾y易程度。3.3.結構和性質的互推問題是解題的要素結構和性質的互推問題是解題的要素(1)(1)最外層電子數(shù)是決定元素原子的氧化性和還原性的最外層電子數(shù)是決定元素原子的氧化性和還原性的主要原因。主要原因。(2)(2)原子半徑決定了元素單質的性質原子半徑決定了元素單質的性質; ;離子半徑決定了離子半徑決定了元素組成化合物的性質。元素組成化合物的性質。(3)(3)同主族元素最外層電子數(shù)相同同主族元素最外層電子數(shù)相同, ,性質相似。性質相似?！舅伎妓伎加懻撚懻摗?1)(1)已知已知,S,S和和SeSe同主族同主族, ,試比較試比較H H2 2SOSO4 4和和H H2 2SeOSeO4

34、 4哪者酸哪者酸性更強性更強? ?提示提示: :因為因為S S、SeSe同主族同主族, ,自上至下自上至下, ,元素的非金屬性元素的非金屬性減弱減弱, ,最高價氧化物對應的水化物酸性減弱最高價氧化物對應的水化物酸性減弱, ,故酸性故酸性:H:H2 2SOSO4 4HH2 2SeOSeO4 4。 (2)(2)根據(jù)元素周期律可以推知根據(jù)元素周期律可以推知Ba(OH)Ba(OH)2 2和和Ca(OH)Ca(OH)2 2哪者堿哪者堿性更強性更強? ?提示提示: :在元素周期表中在元素周期表中,Ba,Ba和和CaCa位于同一主族位于同一主族, ,且且BaBa位于位于CaCa的下方的下方, ,故堿性故堿性

35、:Ca(OH):Ca(OH)2 2Ba(OH)AB;:CAB;金屬性金屬性:CAB;:CAB;非金屬性非金屬性:BAC:BAC?！具w移遷移應用應用】1.1.根據(jù)下列元素在元素周期表中的位置預測物質的性根據(jù)下列元素在元素周期表中的位置預測物質的性質質, ,對下列物質的認識錯誤的是對下列物質的認識錯誤的是( () )A.A.鈹鈹(Be)(Be)的原子失電子能力比鎂弱的原子失電子能力比鎂弱B.B.砹砹(At)(At)的氫化物不穩(wěn)定的氫化物不穩(wěn)定C.C.硒硒(Se)(Se)化氫比硫化氫穩(wěn)定化氫比硫化氫穩(wěn)定D.D.氫氧化鍶氫氧化鍶Sr(OH)Sr(OH)2 2 比氫氧化鈣的堿性強比氫氧化鈣的堿性強【解析

36、解析】選選C C。硒。硒(Se)(Se)和硫是同主族元素和硫是同主族元素, ,硫非金屬性硫非金屬性強強, ,氫化物的穩(wěn)定性強。氫化物的穩(wěn)定性強。2.2.科學家根據(jù)元素周期律和原子結構理論預測科學家根據(jù)元素周期律和原子結構理論預測, ,原子序原子序數(shù)為數(shù)為114114的元素位于第的元素位于第7 7周期周期AA族族, ,稱為類鉛元素。下稱為類鉛元素。下面關于它的原子結構和性質預測正確的是面關于它的原子結構和性質預測正確的是世紀金世紀金榜導學號榜導學號( () )A.A.類鉛元素原子的最外層電子數(shù)為類鉛元素原子的最外層電子數(shù)為6 6B.B.其常見價態(tài)為其常見價態(tài)為+4+4、-4-4C.C.它的金屬性

37、比鉛強它的金屬性比鉛強D.D.它的原子半徑比鉛小它的原子半徑比鉛小【解析解析】選選C C。114114號元素位于第號元素位于第7 7周期第周期第AA族族, ,因此其因此其最外層電子數(shù)為最外層電子數(shù)為4,4,故故A A項錯誤。因同主族從上到下項錯誤。因同主族從上到下, ,金金屬性逐漸增強屬性逐漸增強, ,原子半徑逐漸增大原子半徑逐漸增大, ,故故114114號類鉛元素是號類鉛元素是一種典型的金屬元素一種典型的金屬元素, ,且其金屬性比鉛強且其金屬性比鉛強, ,原子半徑比原子半徑比鉛大鉛大, ,故故C C項正確項正確,D,D項錯誤項錯誤; ;金屬元素沒有負化合價金屬元素沒有負化合價, ,故故B B

38、項錯誤。項錯誤。【補償訓練補償訓練】(2019(2019洛陽高一檢測洛陽高一檢測) )某主族元素某主族元素R R的最高正化合價與的最高正化合價與最低負化合價的代數(shù)和為最低負化合價的代數(shù)和為4,4,由此可以判斷由此可以判斷 ( () )A.RA.R一定是第一定是第4 4周期元素周期元素B.RB.R一定是一定是AA族元素族元素C.RC.R的氣態(tài)氫化物比同周期其他元素氣態(tài)氫化物穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物比同周期其他元素氣態(tài)氫化物穩(wěn)定D.RD.R的氣態(tài)氫化物化學式為的氣態(tài)氫化物化學式為H H2 2R R【解析解析】選選D D。根據(jù)最高正化合價與最低負化合價的代。根據(jù)最高正化合價與最低負化合價的代數(shù)和為數(shù)和為4,

39、4,推出推出R R最高正化合價為最高正化合價為+6,+6,是是AA族元素族元素, ,但不但不能確定其周期數(shù)能確定其周期數(shù); ;其氣態(tài)氫化物可表示為其氣態(tài)氫化物可表示為H H2 2R,R,其穩(wěn)定性其穩(wěn)定性比同周期的比同周期的AA族的小。族的小。【素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升】鎵是鎵是18711871年俄國化學家門捷列夫在編制元素周期表時年俄國化學家門捷列夫在編制元素周期表時曾預言的曾預言的“類鋁類鋁”元素。鎵的原子序數(shù)為元素。鎵的原子序數(shù)為31,31,屬屬AA族族。鎵的熔點為。鎵的熔點為29.78 ,29.78 ,沸點高達沸點高達2 403 2 403 。鎵有過冷。鎵有過冷現(xiàn)象現(xiàn)象( (即冷至熔點下不凝固即

40、冷至熔點下不凝固),),它可過冷到它可過冷到-120 -120 。由此判斷下列有關鎵的性質及其用途的敘述不正確的由此判斷下列有關鎵的性質及其用途的敘述不正確的是是_。鎵是制造高溫溫度計的上佳材料鎵是制造高溫溫度計的上佳材料鎵能溶于強酸和強堿中鎵能溶于強酸和強堿中鎵與鋅、錫、銦等金屬制成的合金鎵與鋅、錫、銦等金屬制成的合金, ,可用在自動救火可用在自動救火的水龍頭中的水龍頭中近年來鎵成為電子工業(yè)的新寵近年來鎵成為電子工業(yè)的新寵, ,其主要用途是制造半其主要用途是制造半導體材料導體材料, ,被譽為被譽為“半導體家族的新成員半導體家族的新成員”, ,這是利用這是利用了鎵的導電性介于導體和絕緣體之間的

41、性質了鎵的導電性介于導體和絕緣體之間的性質【提示提示】。鎵的熔點為。鎵的熔點為29.78 ,29.78 ,沸點高達沸點高達2 403 ;2 403 ;鎵有過冷現(xiàn)象鎵有過冷現(xiàn)象( (即冷至熔點下不凝固即冷至熔點下不凝固),),它可過冷到它可過冷到-120 ,-120 ,因此正確。鋁能溶于強酸和強堿中因此正確。鋁能溶于強酸和強堿中, ,鋁是鋁是電的良導體而不是半導體電的良導體而不是半導體, ,鎵是鎵是“類鋁類鋁”元素元素, ,所以鎵所以鎵能溶于強酸和強堿中能溶于強酸和強堿中, ,鎵是電的良導體而不是半導體鎵是電的良導體而不是半導體, ,即正確即正確, ,不正確。不正確。知識點三元素知識點三元素“位

42、位構構性性”三者之間的關系三者之間的關系【重點釋疑重點釋疑】 同一元素的同一元素的“位置、結構、性質位置、結構、性質”之間的關系可表示之間的關系可表示如下如下: :應用應用“位置、結構、性質位置、結構、性質”三者之間的關系解答問題三者之間的關系解答問題時要注意以下幾個方面時要注意以下幾個方面: :1.1.元素的原子結構與元素在周期表中位置的關系元素的原子結構與元素在周期表中位置的關系2.2.原子結構與元素性質的關系原子結構與元素性質的關系3.3.元素性質與元素在周期表中位置的關系元素性質與元素在周期表中位置的關系【易錯提醒易錯提醒】元素推斷的思路分析元素推斷的思路分析【思考思考討論討論】(1)

43、(1)什么元素什么元素( (放射性元素除外放射性元素除外) )的金屬性最強的金屬性最強? ?什么元什么元素的非金屬性最強素的非金屬性最強? ?分別位于元素周期表中的什么位置分別位于元素周期表中的什么位置? ?提示提示: :銫的金屬性最強銫的金屬性最強, ,氟的非金屬性最強氟的非金屬性最強, ,分別位于元分別位于元素周期表的左下角和右上角。素周期表的左下角和右上角。 (2)(2)如果已知如果已知X X、Y Y為周期表中相鄰的兩元素為周期表中相鄰的兩元素, ,且它們的且它們的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱為最高價氧化物對應水化物的酸性強弱為XY,XY,能否確定能否確定它們的相對位置它們的相對位置

44、? ?提示提示: :可根據(jù)元素非金屬性的變化規(guī)律確定它們的相對可根據(jù)元素非金屬性的變化規(guī)律確定它們的相對位置。由已知條件可確定非金屬性為位置。由已知條件可確定非金屬性為XY,XY,所以所以, ,如果它如果它們同周期們同周期, ,則則X X在在Y Y的右面的右面; ;如果它們同主族如果它們同主族, ,則則X X在在Y Y的上的上面。面。【案例示范案例示范】【典例典例】(2019(2019全國卷全國卷)今年是門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素今年是門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律周期律150150周年。如表是元素周期表的一部分周年。如表是元素周期表的一部分,W,W、X X、Y Y、Z Z為短周期主族元素為短周期主族元素,W,

45、W與與X X的最高化合價之和為的最高化合價之和為8 8。下。下列說法錯誤的是列說法錯誤的是 ( () )A.A.原子半徑原子半徑:WX:WXB.B.常溫常壓下常溫常壓下,Y,Y單質為固態(tài)單質為固態(tài)C.C.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:ZW:ZWD.XD.X的最高價氧化物的水化物是強堿的最高價氧化物的水化物是強堿【思維建模思維建?！拷獯鹪赝茢囝}的常見思路為解答元素推斷題的常見思路為: :【解析解析】選選D D。主族元素的最高化合價與最外層電子數(shù)。主族元素的最高化合價與最外層電子數(shù)相等相等, ,由由“W W與與X X的最高化合價之和為的最高化合價之和為8”8”可知可知,W,W為為N,XN

46、,X為為Al,YAl,Y為為Si,ZSi,Z為為P P。原子半徑。原子半徑:NAl,A:NAl,A正確正確; ;常溫常壓下常溫常壓下, ,硅單質為固態(tài)硅單質為固態(tài),B,B正確正確; ;同一主族元素的氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)同一主族元素的氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性自上而下逐漸減弱定性自上而下逐漸減弱, ,故故ZW, CZW, C正確正確;Al;Al的最高價氧的最高價氧化物的水化物化物的水化物Al(OH)Al(OH)3 3是兩性氫氧化物是兩性氫氧化物,D,D錯誤。錯誤?！具w移遷移應用應用】(2019(2019廈門高一檢測廈門高一檢測) )短周期元素甲戊在元素周期短周期元素甲戊在元素周期表中的相對位置如表所示表中的相

47、對位置如表所示, ,下面判斷正確的是下面判斷正確的是( () )世紀金榜導學號世紀金榜導學號 甲甲乙乙丙丙丁丁戊戊A.A.原子半徑原子半徑: :丙丙 丁丁 丙丙C.C.氫氧化物堿性氫氧化物堿性: :丙丙 丁丁 戊戊D.D.最外層電子數(shù)最外層電子數(shù): :甲甲 乙乙【解析解析】選選C C。同周期元素原子半徑從左至右是依次減。同周期元素原子半徑從左至右是依次減小的小的, ,故故A A項錯誤項錯誤; ;同主族元素金屬性自上而下是增強的同主族元素金屬性自上而下是增強的, ,故故B B項錯誤項錯誤; ;同周期元素的金屬性從左至右越來越弱同周期元素的金屬性從左至右越來越弱, ,故對應氫氧化物的堿性是逐漸減弱

48、的故對應氫氧化物的堿性是逐漸減弱的, ,故故C C項正確項正確; ;同周同周期元素的原子最外層電子數(shù)從左到右越來越多期元素的原子最外層電子數(shù)從左到右越來越多, ,故故D D項項錯誤。錯誤?！狙a償訓練補償訓練】(2019(2019東莞高一檢測東莞高一檢測) a) a、b b、c c、d d為短周期元素為短周期元素,a,a的的原子中只有原子中只有1 1個電子個電子,b,b2-2-和和c c+ +離子的電子層結構相同離子的電子層結構相同,d,d與與b b同族。下列敘述錯誤的是同族。下列敘述錯誤的是 ( () )A.aA.a與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價均為與其他三種元素形成的二元化合物中其

49、化合價均為+1+1B.bB.b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物C.cC.c的原子半徑是這些元素中最大的的原子半徑是這些元素中最大的D.dD.d與與a a形成的化合物的溶液呈弱酸性形成的化合物的溶液呈弱酸性【解析解析】選選A A。由題中所給的信息可知。由題中所給的信息可知,a,a為為H,bH,b為為O,cO,c為為Na,dNa,d為為S S。A A項中項中,H,H與與NaNa可以形成化合物可以形成化合物NaH,HNaH,H的化合價的化合價為為-1;B-1;B項中項中,O,O與其他三種元素可以形成與其他三種元素可以形成H H2 2O O、H H2 2

50、O O2 2、NaNa2 2O O、NaNa2 2O O2 2、SOSO2 2、SOSO3 3等二元化合物等二元化合物;C;C項中項中, ,四種元素四種元素原子半徑大小順序為原子半徑大小順序為NaSOH;DNaSOH;D項中項中,H,H與與S S形成化合物形成化合物H H2 2S,S,其水溶液呈弱酸性。其水溶液呈弱酸性?！菊n堂回眸課堂回眸】【核心整合核心整合】1.1.同周期、同主族元素性質的預測同周期、同主族元素性質的預測2.2.元素元素“位位構構性性”三者之間的關系三者之間的關系【素養(yǎng)遷移素養(yǎng)遷移】1.17821.1782年年, ,奧地利首都維也納一家礦場監(jiān)督繆勒奧地利首都維也納一家礦場監(jiān)督

51、繆勒(Franz (Franz Joseph Muller)Joseph Muller)是第一個提取出碲的人是第一個提取出碲的人, ,他在羅馬尼亞他在羅馬尼亞的一個礦坑中發(fā)現(xiàn)當?shù)厝朔Q為的一個礦坑中發(fā)現(xiàn)當?shù)厝朔Q為“奇異金奇異金”的礦石提取出的礦石提取出碲。碲碲。碲(Te)(Te)是與是與O O、S S同主族的元素同主族的元素, ,位于第五周期。位于第五周期。據(jù)此據(jù)此, ,推斷碲的相關性質錯誤的是推斷碲的相關性質錯誤的是( () )A.A.碲的單質在常溫下是固態(tài)碲的單質在常溫下是固態(tài)B.B.碲的常見化合價是碲的常見化合價是-2-2、+4+4、+6+6C.C.碲可能作半導體材料碲可能作半導體材料D.

52、D.碲的氫化物碲的氫化物H H2 2TeTe很穩(wěn)定很穩(wěn)定【解析解析】選選D D。第。第AA族族, ,從上到下從上到下, ,非金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸減弱, ,所以所以H H2 2TeTe不穩(wěn)定。不穩(wěn)定。2.2.短周期元素短周期元素X X、Y Y、Z Z、W W、Q Q在元素周期表中的相在元素周期表中的相對位置如圖所示。下列說法正確的是對位置如圖所示。下列說法正確的是世紀金榜世紀金榜導學號導學號( () )A.A.元素元素X X與元素與元素Z Z的最高正化合價之和的數(shù)值等于的最高正化合價之和的數(shù)值等于8 8B.B.原子半徑的大小順序為原子半徑的大小順序為r(X)r(Y)r(Z)r(W)r(Q)

53、r(X)r(Y)r(Z)r(W)r(Q)C.C.離子離子Y Y2-2-和和Z Z3+3+的核外電子數(shù)和電子層數(shù)都不相同的核外電子數(shù)和電子層數(shù)都不相同D.D.元素元素W W的最高價氧化物對應的水化物的酸性比元素的最高價氧化物對應的水化物的酸性比元素Q Q的強的強【解析解析】選選A A。X X、Y Y、Z Z、W W、Q Q分別為分別為N N、O O、AlAl、S S、ClCl。X(N)X(N)的最高正價為的最高正價為+5+5價價,Z(Al),Z(Al)的最高正價為的最高正價為+3+3價價,X(N),X(N)、Z(Al)Z(Al)的最高正價之和為的最高正價之和為8,A8,A項正確項正確; ;原子半

54、徑原子半徑r(Z)r(X),Br(Z)r(X),B項錯誤項錯誤;Y;Y2-2-為為O O2-2-,Z,Z3+3+為為AlAl3+3+, ,它們的核外電它們的核外電子數(shù)和電子層數(shù)均相同子數(shù)和電子層數(shù)均相同,C,C項錯誤項錯誤; ;元素元素W W的最高價氧化的最高價氧化物對應的水化物為物對應的水化物為H H2 2SOSO4 4, ,其酸性比其酸性比Q Q的最高價氧化物對的最高價氧化物對應的水化物應的水化物HClOHClO4 4弱弱,D,D項錯誤。項錯誤。3.3.古詩云古詩云:“:“唯有兒時不可忘唯有兒時不可忘, ,持艾簪蒲額頭王。持艾簪蒲額頭王。”意意思是說端午節(jié)這天思是說端午節(jié)這天, ,孩子們拿

55、了艾葉孩子們拿了艾葉, ,戴上菖蒲戴上菖蒲, ,額頭上額頭上用雄黃酒寫了用雄黃酒寫了“王王”字字, ,以辟邪防疫。雄黃是一種礦物以辟邪防疫。雄黃是一種礦物質質, ,俗稱俗稱“雞冠石雞冠石”, ,其主要成分是硫化砷其主要成分是硫化砷,As,As位于元素位于元素周期表第周期表第AA族族, ,另外另外SrSr、TlTl、SeSe在生活中有廣泛應用在生活中有廣泛應用, ,在周期表中分別位于第在周期表中分別位于第AA、AA、AA族族, ,請應用元素請應用元素周期律科學地推斷它們的化合物的性質。周期律科學地推斷它們的化合物的性質。下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A.Sr(A.Sr(鍶鍶) )的

56、碳酸鹽難溶于水的碳酸鹽難溶于水B.Tl(B.Tl(鉈鉈) )的氫氧化物是兩性氫氧化物的氫氧化物是兩性氫氧化物C.HC.H2 2SeSe比比H H2 2S S更穩(wěn)定更穩(wěn)定D.HD.H3 3AsOAsO4 4酸性比酸性比H H3 3POPO4 4強強【解析解析】選選A A。SrSr與與CaCa同主族同主族, ,化合物性質相似化合物性質相似, ,碳酸鈣碳酸鈣不溶于水不溶于水, ,則則Sr(Sr(鍶鍶) )的碳酸鹽難溶于水的碳酸鹽難溶于水, ,故故A A正確正確;Al;Al與與TlTl同主族同主族, ,金屬性金屬性TlTl強強, ,則則Tl(Tl(鉈鉈) )的氫氧化物是強堿的氫氧化物是強堿, ,故故B B錯誤錯誤;S;S、SeSe同主族同主族, ,非金屬性非金屬性SSe,SSe,則則H H2 2S S比比H H2 2SeSe更穩(wěn)定更穩(wěn)定, ,故故C C錯誤錯誤;P;P、AsAs同主族同主族, ,非金屬性非金屬性PAs,PAs,則則H H3 3AsOAsO4 4酸性比酸性比H H3 3POPO4 4弱弱, ,故故D D錯誤。錯誤。4.4.鋰廣泛應用于電池、陶瓷、玻璃、潤滑劑、制冷液鋰廣泛應用于電池、陶瓷、玻璃、潤滑劑、制冷液、核工業(yè)以及光電等行業(yè)。隨著電腦、數(shù)碼相機、手、核工業(yè)以及光電等行業(yè)。隨著電腦、數(shù)碼相機、手機、移動電動工具等電子產品的不斷發(fā)展機、移