人教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)第四章情境活動(dòng)課課題4探究元素周期表和周期律應(yīng)用課件

情境活動(dòng)課課題4探究元素周期表和周期律應(yīng)用第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律通過探究元素周期表的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的關(guān)系規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)和性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。周期表的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)預(yù)測(cè)門捷列夫在研究元素周期表時(shí)，科學(xué)地預(yù)言了11種尚未發(fā)現(xiàn)的元素，為它們?cè)谥芷诒碇辛粝驴瘴?。例如，他認(rèn)為在鋁的下方有一個(gè)與鋁類似的元素“類鋁”，并預(yù)測(cè)了它的性質(zhì)。1875年，法國化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這種元素，將它命名為鎵。鎵的性質(zhì)與門捷列夫推測(cè)的一樣。門捷列夫還預(yù)測(cè)在硅和錫之間存在一種元素——“類硅”，后來該元素被德國化學(xué)家文克勒發(fā)現(xiàn)，為了紀(jì)念他的祖國，將其命名為“鍺”。1．在現(xiàn)在的元素周期表中，第ⅢB族有幾種元素？同周期中第ⅡA族與第ⅢA族的元素的原子序數(shù)之差為多少？同主族元素中五、六周期的原子序數(shù)差為多少？提示：32。1或11或25。18或32。2．鋁與鎵的金屬性誰強(qiáng)？鎵與鍺的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性誰強(qiáng)？提示：鎵的金屬性強(qiáng)。鎵的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)。元素非金屬性的實(shí)驗(yàn)探究探究同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變性?，F(xiàn)有下列試劑：稀鹽酸、稀硝酸(易揮發(fā))、稀硫酸、NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3、CaCO3、Na2SiO3溶液、Ca(ClO)2溶液。查閱資料：①較強(qiáng)酸與較弱酸的鹽反應(yīng)生成較弱酸和較強(qiáng)酸的鹽。②H2SiO3是一種白色膠狀沉淀。1．為了探究C、N、Si的非金屬性強(qiáng)弱，現(xiàn)有如圖實(shí)驗(yàn)裝置。(1)根據(jù)所給試劑，指出儀器a、b、c中分別是什么物質(zhì)？(2)寫出裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：(1)a為稀硝酸，b為CaCO3，c為Na2SiO3溶液。(2)CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O；CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。2．某同學(xué)提出1題中裝置設(shè)計(jì)不嚴(yán)密，指出不嚴(yán)密的地方，應(yīng)如何改進(jìn)？畫出裝置圖，并指明裝置中的試劑。提示：生成的CO2氣體中含有酸性物質(zhì)HNO3，干擾H2CO3與H2SiO3的酸性比較。中間應(yīng)加一個(gè)吸收HNO3蒸氣的裝置。利用“類比法”推測(cè)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律和元素周期表在日常生活中有廣泛應(yīng)用，具有重要的指導(dǎo)意義，特別是利用元素“位—構(gòu)—性”的關(guān)系可預(yù)測(cè)很多未知物質(zhì)的性質(zhì)，為探索未知物的性質(zhì)提供好的工具。提示：根據(jù)同主族元素性質(zhì)具有相似性，形成的化合物的結(jié)構(gòu)類似，NH4Cl屬于離子化合物，故PH4I屬于離子化合物。含有離子鍵和共價(jià)鍵，PH4I的電子式為

。1．已知NH4Cl是離子化合物，含有離子鍵和共價(jià)鍵。請(qǐng)推測(cè)PH4I的化合物類型，并指出其中含有的化學(xué)鍵，寫出其電子式。2．鐳元素位于周期表中第七周期第ⅡA族，其單質(zhì)能與水反應(yīng)嗎？若能寫出化學(xué)方程式。提示：能。Ra＋2H2O===Ra(OH)2＋H2↑。1．門捷列夫在研究周期表時(shí)預(yù)言了包括“類鋁”、“類硅”在內(nèi)的11種元素。(1)“類鋁”在門捷列夫預(yù)言4年后，被布瓦博德朗在一種礦石中發(fā)現(xiàn)，命名為鎵(Ga)。①鎵與鋁同主族，且位于鋁的下一周期，則鎵的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________________。

NaOH溶液稀硫酸(或鹽酸)分別向氫氧化鎂和氫氧化鋁中滴加稀鹽酸和氫氧化鈉溶液，當(dāng)?shù)渭酉←}酸時(shí)，兩種沉淀都溶解，當(dāng)?shù)渭託溲趸c溶液時(shí)，氫氧化鎂不溶解，氫氧化鋁溶解(2)門捷列夫預(yù)言的“類硅”，多年后被德國化學(xué)家文克勒發(fā)現(xiàn)，命名為鍺(Ge)。①硅和鍺單質(zhì)分別與H2反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)較難進(jìn)行的是________(填“硅”或“鍺”)。②根據(jù)鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線附近，預(yù)測(cè)鍺單質(zhì)的一種用途是________________。鍺作半導(dǎo)體材料(3)某同學(xué)查找Ge、Sn、Pb三種元素在周期表的位置如圖所示：

Ge、Sn、Pb的＋4價(jià)氫氧化物堿性強(qiáng)弱順序?yàn)開______________________________(用化學(xué)式表示)。周期ⅣA4Ge5Sn6Pb

[解析]

(1)①元素Ga位于Al的下一周期，位于第四周期第ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為

；②GaCl3溶液與NaOH溶液反應(yīng)生成Ga(OH)3，再利用Ga(OH)3是否溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿判斷其是否是兩性氫氧化物，故需要的試劑還有：NaOH溶液、稀硫酸(或鹽酸)；③分別向氫氧化鎂和氫氧化鋁中滴加稀鹽酸和氫氧化鈉溶液，當(dāng)?shù)渭酉←}酸時(shí)，兩種沉淀都溶解，當(dāng)?shù)渭託溲趸c溶液時(shí)，氫氧化鎂不溶解，氫氧化鋁溶解，由此證明氫氧化鎂的堿性強(qiáng)于氫氧化鋁。

2．部分短周期主族元素的原子半徑和主要化合價(jià)的關(guān)系如圖所示，其中E、G、T位于同一周期?；卮鹣铝袉栴}：(1)B位于第________周期第________族。(2)FDB的電子式為_____________；T的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________。(3)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明D的非金屬性比C的強(qiáng)：__________________________________________________________________________________。(4)A和D的簡(jiǎn)單氫化物相遇產(chǎn)生“白煙”，其生成物的化學(xué)式是________。二ⅥA向Na2S溶液中通入Cl2，溶液變渾濁NH4Cl(5)在上述元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中，酸性最強(qiáng)的是________(填化學(xué)式，下同)，堿性最強(qiáng)的是________；上述非金屬元素的簡(jiǎn)單氫化物中，沸點(diǎn)最高的是________，還原性最強(qiáng)的是__________。(6)G、D的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物之間發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________。HClO4NaOHH2OSiH4Al(OH)3＋3HClO4===Al(ClO4)3＋3H2O[解析]

根據(jù)元素的原子半徑大小關(guān)系及元素的主要化合價(jià)，可推知：A是氮元素，B是氧元素，C是硫元素，D是氯元素，E是鈉元素，F(xiàn)是氫元素，G是鋁元素，T是硅元素，然后根據(jù)元素周期律及物質(zhì)的性質(zhì)分析解答。(1)B是氧元素，位于元素周期表第二周期第ⅥA族。(2)FDB表示的物質(zhì)是HClO，該物質(zhì)是由分子構(gòu)成，在HClO分子中O原子分別與H、Cl原子各形成1對(duì)共用電子對(duì)，使分子中各個(gè)原子都達(dá)到最外層2個(gè)或8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其電子式為

；T是硅元素，原子核外電子排布是2、8、4，所以Si原子結(jié)構(gòu)示意圖為

。(3)C是硫元素，D是氯元素，二者是同一周期元素，元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的氧化性就越強(qiáng)，活動(dòng)性強(qiáng)的可以把活動(dòng)性弱的從化合物中置換出來，向Na2S溶液中通入Cl2，溶液變渾濁，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，由此可證明元素的非金屬性：Cl＞S。(4)A是氮元素，D是氯元素，二者的氫化物NH3、HCl在空氣中相遇，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：NH3＋HCl===NH4Cl，NH4Cl是白色固體，因此會(huì)產(chǎn)生白煙現(xiàn)象。(5)在上述元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中，酸性最強(qiáng)的是高氯酸，其化學(xué)式是HClO4；堿性最強(qiáng)的是氫氧化鈉，其化學(xué)式是NaOH；上述非金屬元素的簡(jiǎn)單氫化物中，H2O呈液態(tài)，其余氫化物都是氣態(tài)，故沸點(diǎn)最高的氫化物是H2O；元素的非金屬性越強(qiáng)，其簡(jiǎn)單氫化物穩(wěn)定性就越強(qiáng)，該物質(zhì)的還原性就越弱；元素的非金屬性越弱，形成的簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性就越弱，該物質(zhì)的還原性就越強(qiáng)。在上述非金屬元素中，非金屬性最