Question

【題目】如何利用實(shí)驗(yàn)室常見的藥品試劑探究11號(hào)～17號(hào)元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)？已知實(shí)驗(yàn)室有你想用到的儀器和藥品、試紙等一切用品。

猜想與假設(shè)：

（1）用_________三種金屬分別與水反應(yīng)，通過觀察生成氣泡的速率便會(huì)得出從________到_________金屬性逐漸減弱。

（2）因?qū)嶒?yàn)室不可能有硅單質(zhì)，但可以測(cè)0.1mol/L的_________ 溶液和_________ 溶液及Na2SO4溶液的 pH，推斷三種鹽溶液的水解情況，得出_________、_________ 、硫酸三種最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱順序是__________，從而得出從__________非金屬性逐漸增強(qiáng)。

（3）制取飽和的氯水和飽和的氫硫酸溶液，用將__________方法，通過__________現(xiàn)象便直接得出非金屬性S比Cl弱。

設(shè)計(jì)和實(shí)施方案：

（1）用列表的方式（從實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、有關(guān)化學(xué)方程式）完成你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。__________________。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論是___________。

（3）請(qǐng)你用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論知識(shí)解釋結(jié)論_________。

Answer 1

【答案】 鈉、鎂、鋁 鈉 鋁 Na2SiO3 Na3PO4 H2SiO3 H3PO4 H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4 Si到S 飽和氯水滴加到飽和氫硫酸溶液中的 溶液中有淺黃色沉淀生成

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	有關(guān)化學(xué)方程式
用砂紙擦后的鎂條、鋁條分別投入到盛有沸水的小燒杯中， 再分別滴加酚酞	投入鎂條的試管有大量氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞后溶液變成淺紅色；投入鋁條的試 管中無明顯現(xiàn)象	Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
將一綠豆粒大小的鈉投入到盛有冷水且預(yù)先滴有酚酞的小燒 杯中	鈉浮于水面上，迅速熔成閃亮小球四處游動(dòng)，有響聲，隨之消失，溶液很快變 紅色	2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
用玻璃棒分別蘸取 0.1mol/L 的Na2SiO3(aq)、Na3PO4(aq)、Na2SO4(aq)測(cè) 其 pH	Na2SiO3(aq)的 pH比Na3PO4(aq)的pH大且都大于7；Na2SO4(aq)的 pH 為7(中性)	SiO32—+2H2OH2SiO3+2OH— PO43—+H2OHPO42—+OH—
用滴管向盛有5mL飽和氫硫酸溶液的試管中滴加飽和的氯水	試管中有淡黃色沉淀生成	Cl2+H2S═2HCl+S↓

金屬性：Na＞Mg＞Al，非金屬性：Si＜P＜S＜Cl Na、Mg、Al、Si、S、Cl原子核外都有三個(gè)電子層，但最外層電子數(shù)依次為1、2、3、4、6、7，原子半徑隨電子數(shù)增多而減小，所以原子核對(duì)最外層電子的吸引力依次增強(qiáng)，失電子能力減弱，得電子能力增強(qiáng)

【解析】

猜想與假設(shè)：

(1)將第三周期的鈉、鎂、鋁分別與水反應(yīng)，可觀察到從鈉到鋁生成氣泡的速率在減小，則從鈉到鋁的金屬性在減弱，故答案為：鈉、鎂、鋁；鈉；鋁；

(2)根據(jù)鹽有弱才水解，無弱不水解的規(guī)律，來測(cè)定硅酸鈉溶液、磷酸鈉溶液、硫酸鈉溶液的pH，pH在減小，則硅酸的酸性最弱，硫酸的酸性最強(qiáng)，從而得出非金屬性Si＜P＜S，故答案為：Na2SiO3；Na3PO4；H2SiO3；H3PO4；H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4；Si到S；

(3)因氯氣具有氧化性，硫化氫具有還原性，則將飽和氯水滴加到飽和氫硫酸溶液中，會(huì)觀察到溶液中有淺黃色沉淀生成，則說明Cl的非金屬性大于S，故答案為：飽和氯水滴加到飽和氫硫酸溶液中的；溶液中有淺黃色沉淀生成；

設(shè)計(jì)和實(shí)施方案：

(1)根據(jù)鎂條、鋁條都要用砂紙打磨后放入沸水中鎂反應(yīng)，鋁無明顯現(xiàn)象，而鈉與冷水反應(yīng)，Na2SiO3(aq)的 pH比Na3PO4(aq)的pH大且都大于7；Na2SO4(aq)的pH為7(中性)，飽和氯水滴加到飽和氫硫酸溶液中，會(huì)觀察到溶液中有淺黃色沉淀生成，故答案為：

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	有關(guān)化學(xué)方程式
用砂紙打磨后的鎂條、鋁條分別投入到盛有沸水的小燒杯中， 再分別滴加酚酞	投入鎂條的試管有大量氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞后溶液變成淺紅色；投入鋁條的試 管中無明顯現(xiàn)象	Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
將一綠豆粒大小的鈉投入到盛有冷水且預(yù)先滴有酚酞的小燒 杯中	鈉浮于水面上，迅速熔成閃亮小球四處游動(dòng)，有響聲，隨之消失，溶液很快變 紅色	2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
用玻璃棒分別蘸取 0.1mol/L 的Na2SiO3(aq)、Na3PO4(aq)、Na2SO4(aq)測(cè) 其 pH	Na2SiO3(aq)的 pH比Na3PO4(aq)的pH大且都大于7；Na2SO4(aq)的 pH 為7(中性)	SiO32—+2H2OH2SiO3+2OH— PO43—+H2OHPO42—+OH—
用滴管向盛有5mL飽和氫硫酸溶液的試管中滴加飽和的氯水	試管中有淡黃色沉淀生成	Cl2+H2S═2HCl+S↓

；

(2)根據(jù)金屬與水反應(yīng)的劇烈程度可知金屬性Na＞Mg＞Al，根據(jù)非金屬最高價(jià)含氧酸的酸性可知非金屬性 Si＜P＜S＜Cl，故答案為：金屬性：Na＞Mg＞Al，非金屬性：Si＜P＜S＜Cl；

(3)因Na、Mg、Al、Si、S、Cl原子核外都有三個(gè)電子層，但最外層電子數(shù)依次為1、2、3、4、6、7，原子半徑隨電子數(shù)增多而減小，所以原子核對(duì)最外層電子的吸引力依次增強(qiáng)，失電子能力減弱，得電子能力增強(qiáng)，則第三周期從左到 右元素的金屬性在減弱，非金屬性在增強(qiáng)，故答案為：Na、Mg、Al、Si、S、Cl原子核外都有三個(gè)電子層，但最外層電子數(shù)依次為1、2、3、4、6、7，原子半徑隨電子數(shù)增多而減小，所以原子核對(duì)最外層電子的吸引力依次增強(qiáng)，失電子能力減弱，得電子能力增強(qiáng)。