人教版高中化学必修第一册第4章情境活动课课题4探究元素周期表和周期律应用课件

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情境活动课　课题4　探究元素周期表和周期律应用第四章　物质结构　元素周期律通过探究元素周期表的结构、物质结构和元素性质的关系规律，培养学生“结构决定性质和性质反映结构”的宏观辨识与微观探析的化学核心素养。周期表的结构及性质预测门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。例如，他认为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，并预测了它的性质。1875年，法国化学家发现了这种元素，将它命名为镓。镓的性质与门捷列夫推测的一样。门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素——“类硅”，后来该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。1．在现在的元素周期表中，第ⅢB族有几种元素？同周期中第ⅡA族与第ⅢA族的元素的原子序数之差为多少？同主族元素中五、六周期的原子序数差为多少？提示：32。1或11或25。18或32。2．铝与镓的金属性谁强？镓与锗的最高价氧化物对应的水化物的碱性谁强？提示：镓的金属性强。镓的最高价氧化物对应的水化物的碱性强。元素非金属性的实验探究探究同周期、同主族元素性质的递变性。现有下列试剂：稀盐酸、稀硝酸(易挥发)、稀硫酸、NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3、CaCO3、Na2SiO3溶液、Ca(ClO)2溶液。查阅资料：①较强酸与较弱酸的盐反应生成较弱酸和较强酸的盐。②H2SiO3是一种白色胶状沉淀。1．为了探究C、N、Si的非金属性强弱，现有如图实验装置。(1)根据所给试剂，指出仪器a、b、c中分别是什么物质？(2)写出装置中发生反应的化学方程式。提示：(1)a为稀硝酸，b为CaCO3，c为Na2SiO3溶液。(2)CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O；CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。2．某同学提出1题中装置设计不严密，指出不严密的地方，应如何改进？画出装置图，并指明装置中的试剂。提示：生成的CO2气体中含有酸性物质HNO3，干扰H2CO3与H2SiO3的酸性比较。中间应加一个吸收HNO3蒸气的装置。利用“类比法”推测物质的结构与性质元素周期律和元素周期表在日常生活中有广泛应用，具有重要的指导意义，特别是利用元素“位—构—性”的关系可预测很多未知物质的性质，为探索未知物的性质提供好的工具。提示：根据同主族元素性质具有相似性，形成的化合物的结构类似，NH4Cl属于离子化合物，故PH4I属于离子化合物。含有离子键和共价键，PH4I的电子式为 。1．已知NH4Cl是离子化合物，含有离子键和共价键。请推测PH4I的化合物类型，并指出其中含有的化学键，写出其电子式。2．镭元素位于周期表中第七周期第ⅡA族，其单质能与水反应吗？若能写出化学方程式。提示：能。Ra＋2H2O===Ra(OH)2＋H2↑。1．门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。(1)“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓(Ga)。①镓与铝同主族，且位于铝的下一周期，则镓的原子结构示意图为________________。 NaOH溶液稀硫酸(或盐酸)分别向氢氧化镁和氢氧化铝中滴加稀盐酸和氢氧化钠溶液，当滴加稀盐酸时，两种沉淀都溶解，当滴加氢氧化钠溶液时，氢氧化镁不溶解，氢氧化铝溶解(2)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勒发现，命名为锗(Ge)。①硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是________(填“硅”或“锗”)。②根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是________________。锗作半导体材料(3)某同学查找Ge、Sn、Pb三种元素在周期表的位置如图所示：  Ge、Sn、Pb的＋4价氢氧化物碱性强弱顺序为_______________________________(用化学式表示)。  [解析]　(1)①元素Ga位于Al的下一周期，位于第四周期第ⅢA族，原子结构示意图为 ；②GaCl3溶液与NaOH溶液反应生成Ga(OH)3，再利用Ga(OH)3是否溶于强酸、强碱判断其是否是两性氢氧化物，故需要的试剂还有：NaOH溶液、稀硫酸(或盐酸)；③分别向氢氧化镁和氢氧化铝中滴加稀盐酸和氢氧化钠溶液，当滴加稀盐酸时，两种沉淀都溶解，当滴加氢氧化钠溶液时，氢氧化镁不溶解，氢氧化铝溶解，由此证明氢氧化镁的碱性强于氢氧化铝。 2．部分短周期主族元素的原子半径和主要化合价的关系如图所示，其中E、G、T位于同一周期。回答下列问题：(1)B位于第________周期第________族。(2)FDB的电子式为_____________；T的原子结构示意图为________。(3)设计简单实验证明D的非金属性比C的强：__________________________________________________________________________________。(4)A和D的简单氢化物相遇产生“白烟”，其生成物的化学式是________。二ⅥA向Na2S溶液中通入Cl2，溶液变浑浊NH4Cl(5)在上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是________(填化学式，下同)，碱性最强的是________；上述非金属元素的简单氢化物中，沸点最高的是________，还原性最强的是__________。(6)G、D的最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的化学方程式为_________________________________________________。HClO4NaOHH2OSiH4Al(OH)3＋3HClO4===Al(ClO4)3＋3H2O[解析]　根据元素的原子半径大小关系及元素的主要化合价，可推知：A是氮元素，B是氧元素，C是硫元素，D是氯元素，E是钠元素，F是氢元素，G是铝元素，T是硅元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。(1)B是氧元素，位于元素周期表第二周期第ⅥA族。(2)FDB表示的物质是HClO，该物质是由分子构成，在HClO分子中O原子分别与H、Cl原子各形成1对共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构，其电子式为 ；T是硅元素，原子核外电子排布是2、8、4，所以Si原子结构示意图为 。(3)C是硫元素，D是氯元素，二者是同一周期元素，元素的非金属性越强，其单质的氧化性就越强，活动性强的可以把活动性弱的从化合物中置换出来，向Na2S溶液中通入Cl2，溶液变浑浊，发生反应：Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，由此可证明元素的非金属性：Cl＞S。(4)A是氮元素，D是氯元素，二者的氢化物NH3、HCl在空气中相遇，会发生反应：NH3＋HCl===NH4Cl，NH4Cl是白色固体，因此会产生白烟现象。(5)在上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是高氯酸，其化学式是HClO4；碱性最强的是氢氧化钠，其化学式是NaOH；上述非金属元素的简单氢化物中，H2O呈液态，其余氢化物都是气态，故沸点最高的氢化物是H2O；元素的非金属性越强，其简单氢化物稳定性就越强，该物质的还原性就越弱；元素的非金属性越弱，形成的简单氢化物的稳定性就越弱，该物质的还原性就越强。在上述非金属元素中，非金属性最弱的元素是Si元素，则硅烷SiH4的还原性最强。(6)D是Cl，G是Al，二者的最高价氧化物对应的水化物分别是HClO4、Al(OH)3，前者是一元强酸，后者是两性氢氧化物，Al(OH)3能够与强酸HClO4发生反应产生盐和水，该反应的化学方程式为Al(OH)3＋3HClO4===Al(ClO4)3＋3H2O。