高中化学必修一专题4.1.4 卤族元素

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第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表第4课时卤族元素 (1) 通过探究认识卤族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律；(2) 通过卤族元素的相关性质的图表信息，培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。【内容分析】本节课以卤族元素为代表，呈现同族元素性质的相似性，引导学生从中发现规律。在前面的学习中，学生已经学习了原子结构和元素周期表，本节依托于元素周期表中的典型的非金属元素----卤族元素，诠释了原子结构与元素性质的关系。教材重点阐述了元素的非金属性与元素在周期表中的位置和原子结构的关系，目的是帮助学生提高应用周期表分析问题和解决问题的能力，进一步建构“构”“位”“性”的关系，形成结构决定性质的观念。教材以“演绎---归纳”的方式，从原子结构和元素周期表出发，演绎元素的性质，再以理论和事实为依据，归纳得出同主族元素性质的变化规律。此外，周期表的重要作用之一，是使学生能够通过周期表的位置和元素的原子结构，预测元素的性质，发现新元素。教材在本节的呈现突出体现了这一作用。教材呈现的周期表中卤族元素的性质，就是从“预测”出发的。例如，卤素的性质，是通过“思考与讨论”栏目，采用“预测--验证(事实)--分析--结论”的思路归纳出来的。学生可以通过这样的过程体会元素周期表的作用。同时，教材在“方法导引”中介绍了“预测”这一科学方法。这些编排有利于学生认识到科学方法对研究和学习的意义。【教学重点和难点】重点：卤族元素性质的相似性和递变性难点：原子结构与卤族元素性质的关系【教学流程】卤族元素(简称卤素)是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。一、物理性质相似性：均有颜色，密度小，熔沸点低。递变性：由F2→I2，气态→固态，颜色加深，密度增大，熔沸点升高。【设计意图】通过表格的阅读，提高学生的归纳总结的能力，同时感受元素周期表的魅力。【思考与讨论】(1)根据卤素的原子结构，请你试着推测氟、氣、溴、碘在化学性质上表现出的相似性和递变性。二、化学性质【设计意图】从原子结构出发，预测卤族元素的化学性质，感受元素周期表的魅力，有利于学生认识到科学方法对研究和学习的意义。(1)卤素单质与氢气的反应在一定条件下，卤素单质能与氢气反应生成卤化氢。【思考与讨论】【设计意图】通过图表信息，提高学生总结归纳的能力，逐步掌握运用周期表的方法。(2)卤素单质间的置换反应。类似于金属与盐溶液的置换反应，卤素单质间也可发生置换反应。请设计实验证明。【实验4-1】分别向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的两支试管中加入1 mL氯水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。静置一段时间后，观察现象。写出反应的化学方程式。（实验完成后可在两支试管加入四氯化碳溶液，观察）向盛有4 mL KI溶液的试管中加入1 mL溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与溴水的颜色进行比较。静置一段时间后，观察现象。写出反应的化学方程式。（实验完成后可在三支试管加入四氯化碳溶液，观察）KBr溶液加氯水变橙色，加CCl4液体分层,下层红棕色上层无色。2KBr+Cl2= 2KCl +Br2KI溶液加氯水变棕黄(褐)色，加CCl4液体分层,下层紫色上层无色。2KI + Cl2 = 2KCl + I2KI溶液加溴水变棕黄(褐)色，加CCl4液体分层,下层紫色上层无色。Br2 + 2KI = 2KBr + I2【结论】随着核电荷数的增加，卤族单质氧化性逐渐减弱 F2> Cl2 > Br2 > I2【拓展】Br2和I2在不同溶剂中的颜色【设计意图】通过实验探究，使学生进一步感悟元素周期表的应用，感受化学魅力。适当的知识拓展有利于学生对于卤族性质的深刻认识。【思考与讨论】讨论碱金属和卤族元素随着原子核外电子层数的增加，半径的增大，它们得失电子能力、金属性、非金属性递变的趋势。【小结】同主族元素的性质与原子结构的关系：【结论】同主族元素从上往下电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。非金属性：元素原子得到电子的性质【学习评价一】根据同主族性质的相似性和递变性进行预测 1．下列关于卤族元素（从F→I）性质递变的叙述，正确的（1）单质的氧化性增强；（2）单质的颜色加深；（3）气态氢化物稳定性增强；（4）单质的沸点升高。 A．（1）（2）（3） B．（2）（3）（4） C．（2）（4） D．（1）（3）（5）【答案】C2. At砹是核电荷数最大的卤族元素，推测砹及其化合物最不可能具有的性质是 A.HAt 很不稳定 B.砹是白色固体 C.AgAt不溶于水 D.砹易溶于某些有机溶剂【答案】B【学习评价二】同主族性质的相似性和递变性的应用【思考】盐酸的酸性强于碳酸，能说明氯的非金属性强于碳吗？【答案】不能，因为盐酸不是氯的最高价含氧酸。【思考】每个装置有什么作用，该如何操作才能达到目的？【思考】1.过程Ⅲ的目的是什么？ 2.过程Ⅳ的具体操作是怎样的？【答案】1.确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。2.打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b,取下D振荡。静置后CC14层溶液变为紫红色。.【设计意图】通过课堂即时反馈学生的学习情况，从而制定相关的策略，落实知识的同时，也达到了教学评一体化的目的。【思考与讨论】由于学生已经有了学习碱金属的经历，积累了探究同主族元素原子结构和元素性质关系的学习方法，完全可以把此学习方法迁移到卤素的学习中。本栏目主要为学习卤素的化学性质而设置，教学时要充分利用教材提供的相关素材(如卤素原子结构示意图、卤素单质与氢气的反应事实、相关注释等)。对于问题①，可以引导学生先观察卤素的原子结构示意图，分析、归纳卤素原子结构的相同点与递变性。在此基础上,再推测氟、氯、溴、碘在化学性质上可能表现出的相似性和递变性。对于问题②，可以结合教材表4-4中卤素单质与氢气的反应事实展开讨论，并提醒学生阅读教材相关注释中判断非金属性强弱的实验依据，最后得出结论，依次回答教材中的三个问题。按F2、Cl2、 Br2、 I2 的顺序: ①与氢气反应的难易程度:由易到难。②生成的氢化物的稳定性:由强到弱。③卤素的非金属性强弱:由强到弱。【实验】[实验4-1 ]此实验中的氯水必须新制，用棕色瓶存放。同时，实验所用的KBr溶液、KI溶液、氯水浓度应尽量大一些，以使实验现象更明显。该实验也可设计如下:向KBr溶液中加入氯水，振荡后静置，观察现象;向上述溶液中加人KI溶液，再次振荡后静置，观察现象。引导学生思考:若要证明氧化性Cl2> Br2> I2，上述实验中加人的氯水应该为少量还是过量?为什么?建议：可通过学习评价落实最后的思考“上述实验中加人的氯水应该为少量还是过量?为什么?”，此外，因为新教材在必修第一册和第二册都没有关于萃取的介绍，在这里可以增加四氯化碳的萃取操作，让学生对有一个初步的认识。【练习与应用】教材P1003.下列关于F、CI、 Br、I的比较，不正确的是( )。A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深【答案】C4.2016年IUPAC将第117号元素命名为Ts(中文名“础”，音tian), Ts 的最外层电子数是7。下列说法中，不正确的是( )。A. Ts是第七周期第VI A族元素B. Ts的同位素原子具有相同的电子数C. Ts在同族元素中非金属性最弱D.中子数为176的Ts,其核素符号是117176Ts【答案】C5.下表显示了元素周期表中短周期的一部分， ①~⑥代表6种短周期元素。已知③与氢元素能组成生活中最常见的化合物X。请填写下列空白。(1)与⑤同族的下一周期元素的原子结构示意图为__________。(2)④的单质与X反应的离子方程式为__________________。(3)⑥的单质与X反应的化学方程式为__________________。(4)①、②、③分别与氢元素组成含10个电子的分子的化学式分别为_____、_____、_____。【答案】【补充练习】【学习评价一】根据同主族性质的相似性和递变性进行预测 1．下列关于卤族元素（从F→I）性质递变的叙述，正确的（1）单质的氧化性增强；（2）单质的颜色加深；（3）气态氢化物稳定性增强；（4）单质的沸点升高。 A．（1）（2）（3） B．（2）（3）（4） C．（2）（4） D．（1）（3）（5）【答案】C2. At砹是核电荷数最大的卤族元素，推测砹及其化合物最不可能具有的性质是 A.HAt 很不稳定 B.砹是白色固体 C.AgAt不溶于水 D.砹易溶于某些有机溶剂【答案】B【学习评价二】同主族性质的相似性和递变性的应用【思考】盐酸的酸性强于碳酸，能说明氯的非金属性强于碳吗？【答案】不能，因为盐酸不是氯的最高价含氧酸。【思考】每个装置有什么作用，该如何操作才能达到目的？【思考】1.过程Ⅲ的目的是什么？ 2.过程Ⅳ的具体操作是怎样的？【答案】1.确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。2.打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b,取下D振荡。静置后CC14层溶液变为紫红色。.