Question

某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表：

请你帮助该同学整理并完成实验报告：

（1）实验目的：_______________。

（2）实验用品：

仪器：________________；药品：__________。

（3）实验内容：（填写题给信息表中的序号）_____

实验方案	实验现象	有关化学方程式
_____	_____	_____
_____	_____	_____
_____	_____	_____
_____	_____	_____
_____	_____	_____
_____	_____	_____

（4）实验结论：____________。

（5）请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。__________

（6）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。_________

Answer

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 试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等 镁带、钠、铝条、新制氯水、新制硫化氢饱和溶液、2 mol·L－1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl3溶液 ③ A 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ① B Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑ ④ D Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ ⑤ C 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ ⑥ E AlCl3+NaOH=Al（OH）3↓+3NaCl、Al（OH）3+ NaOH=NaAlO2+2H2O ② F H2S+Cl2=2HCl+S↓ 金属性：Na>Mg>Al 非金属性：Cl>S Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、6、7，原子半径随核电荷数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强，原子失电子能力减弱，得电子能力增强。 方案一：测定0.1 mol·L－1的Na2SiO3溶液、Na3PO4溶液的pH，由此判断两种盐溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸两种最高价含氧酸的酸性强弱顺序，进而得出硅、磷两种元素非金属性强弱的顺序。

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。

【解析】

根据元素周期律的相关知识进行分析解答。根据实验金属和水、酸反应的现象推断金属的活泼性，根据非金属间的置换反应判断非金属性的强弱。

(1)①③④⑤可比较金属性强弱，②可比较非金属性强弱。所以实验目的为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或探究第三周期元素性质递变规律。故答案为：第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律或探究第三周期元素性质递变规律;
(2)根据实验方案可知需要的仪器有：试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管

需要的药品有：镁带、钠、铝条、新制氯水、新制硫化氢饱和溶液、2 mol·L－1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl3溶液。故答案为：试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等；镁带、钠、铝条、新制氯水、新制硫化氢饱和溶液、2 mol·L－1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl3溶液。

(3)根据实验方案填写题给信息如表中：

实验方案

实验现象

有关化学方程式

①

B

Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑

②

F

H2S+Cl2=2HCl+S↓

③

A

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

④

D

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

⑤

C

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

⑥

E

AlCl3+NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl、

Al(OH)3+ NaOH=NaAlO2+2H2O

(4)①金属越活泼，与水反应越剧烈，由实验现象能证明钠比镁金属性强的实验方案是①③，金属越活泼，与酸反应越剧烈，由实验现象能证明镁比铝金属性强的实验方案是④⑤，所以金属性：Na>Mg>Al。由实验②H2S+Cl2=2HCl+S↓反应可知，非金属性：Cl>S；

故答案为：金属性Na>Mg>Al；非金属性：Cl>S 。
（5）因为Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、6、7，原子半径随核电荷数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强，原子失电子能力减弱，得电子能力增强，所以金属性逐渐减弱，非金属逐渐增强。答案: Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、6、7，原子半径随核电荷数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强，原子失电子能力减弱，得电子能力增强。

（6）方案一：测定0.1 mol·L-1的Na2SiO3溶液、Na3PO4溶液的pH，由此判断两种盐溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸两种最高价含氧酸的酸性强弱顺序，进而得出硅的非金属性比磷元素的非金属性弱。

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，由此可知酸性：H2SiO3< H3PO4，进而得出硅的非金属性比磷元素的非金属性弱。答案：方案一：测定0.1 mol·L-1的Na2SiO3溶液、Na3PO4溶液的pH，可知pH(Na2SiO3)> pH(Na3PO4)，由此判断两种盐溶液的水解能力，酸性：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，可发生反应生成硅酸沉淀。