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第四章 物质结构 元素周期律
专题06 同周期、同主族元素性质的递变（实验11）
1.同主族元素性质递变规律
（1）碱金属单质与氧气反应
物质
钠
钾
实验现象
钠迅速熔化成闪亮的小球，剧烈
燃烧，火焰呈黄色，反应生成淡
黄色固体
钾剧烈燃烧，火焰呈紫色，反应生成白
色固体
反应方程式
2Na+O2
Na2O2
K+O2
KO2
实验结论
碱金属单质的金属性越强，与氧气反应越剧烈，产物越复杂
（2）碱金属单质与氧气水反应
物质
钠
钾
实验操作
实验现象
金属浮在水面上；熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反
应后的溶液呈红色，钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧
反应方程式
2Na+ 2H2O=2NaOH + H2↑
2K+2H2O=2KOH + H2↑
实验结论
与水反应剧烈程度：K>Na，金属的活泼性：K>Na
(3)卤素单质之间的置换反应
1
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实验操作
实验现象
化学方程式
静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈橙红
色
Cl2＋2KBr=2KCl＋Br2
静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红
色
Cl2＋2KI=2KCl＋I2
静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红
色
Br2＋2KI=2KBr＋I2
实验结论
Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应的卤素离子还原性逐渐增强
2. 同周期元素性质递变规律
（1）钠、镁与水的反应
钠
镁
实验操作
实验现象
钠熔成小球，浮于水面，
四处游动，有“嘶嘶”的
响声，反应后溶液加酚酞
变红
加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，
加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，
滴加酚酞溶液变为粉红色
反应方程式
2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑
Mg＋2H2O
Mg(OH)2↓＋H2↑
实验结论
钠、镁均能与水反应，钠比镁活泼，金属性：Na>Mg
（2）最高价氧化物对应水化物碱性的比较
钠
镁
2
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实验操作
向AlCl3溶液中加入过量氨水，产生
白色沉淀，将沉淀分装在两只试管
中，分别向试管中加入稀盐酸和氢氧
化钠溶液，边滴加边振荡，观察实验
现象
向MgCl2溶液中加入过量氨水，产生白色
沉淀，将沉淀分装在两只试管中，分别向
试管中加入稀盐酸和氢氧化钠溶液，边滴
加边振荡，观察实验现象
实验现象
白色沉淀溶解与盐酸和氢氧化钠溶液
白色沉淀只溶解于盐酸
反应原理
AlCl3＋3NH3·H2O=3NH4Cl＋Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3NaOH=NaAl(OH)4
Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O
MgCl2＋2NH3·H2O=2NH4Cl＋Mg(OH)2↓
Mg(OH)2＋2HCl= MgCl2＋2H2O
实验结论
碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，金属性：Na>Mg>Al
拓展一：验证卤素单质氧化性的相对强弱
实验装置：
实验操作：
打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸；当B 和C 中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹；当B 中溶液由黄
色变为棕红色时，关闭活塞a；打开活塞b，将少量C 中溶液滴入D 中，关闭活塞b，取下试管D 震荡，静
置。
实验现象：
A 中有黄绿色气体生成，B、C 中溶液颜色由无色变为棕红色，D 中CCl4层溶液颜色变为紫红色。
实验结论：Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应的卤素离子还原性逐渐增强。
拓展二：探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱
实验装置：
3
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实验现象：
B、D 中由无色气泡生成，E 中溶液紫色变浅，F 中有白色胶状沉淀生成。
实验结论：
酸性：H2CO3＞H2SiO3，非金属性：C＞Si。
【典例1】（2023 上·云南大理·高三云南省下关第一中学校考期中）某小组为探究Cl2、Br2、I2的氧化性强
弱，设计实验如下：
【查阅资料】稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色。氧化性强弱探究：
实验Ⅰ
实验Ⅱ
取a 中的黄色溶液少许，加入KI 溶液，再加入淀粉溶液
实验Ⅲ
另取a 中的黄色溶液少许，先加入足量的NaBr 固体，充分振荡，然后加入
KI 溶液和淀粉溶液
【分析与解释】
(1)实验Ⅰ中a 试管中反应的离子方程式是 。
(2)①甲同学认为：实验Ⅱ观察到 现象，得出氧化性：Br2>I2。
②乙同学对上述实验进行反思，认为实验Ⅱ不能充分证明氧化性：Br2>I2；他补做了实验Ⅲ。补做实验Ⅲ
的目的是 。
【典例2】（2023·青海一中开学考试）在“比较钠、镁、铝金属活泼性”实验中，甲、乙两组的实验如下：
甲组
乙组
实验步骤
实验现象
实验步骤
实验现象
1.取两支试管，加入
水，各
钠：在冷水中，浮
于水面，熔成小
1.取两支试管，加入
钠：在冷水中，浮
于水面，熔成小
4
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滴入2 滴酚酞试液，分别加入一
小粒金属钠和少量镁粉，观察现
象。
将加入镁粉的试管加热至沸腾，
观察现象。
球，四处游动，逐
渐缩小，溶液很快
变红色。
镁：在冷水中几乎
无现象，加热至沸
后产生大量气体，
溶液变红。
水，各滴入2 滴酚酞试液，
分别加入一小粒金属钠和少
量镁粉，观察现象。
将加入镁粉的试管加热至沸
腾，观察现象。
球，四处游动，逐
渐缩小，溶液很快
变红色。
镁：在冷水中几乎
无现象，加热至沸
后产生大量气体，
溶液变红。
2.取一小块铝和一小块镁带，用
砂纸擦去表面的氧化膜，分别同
时投入盛有
盐酸的
两个试管中，观察现象。
镁：剧烈反应，很
快产生大量气体。
铝：也产生大量气
体，但反应比镁
慢。
2.取一小块铝和一小块镁
带，分别同时投入盛有
盐酸的两个试管
中，观察现象。
镁：开始时没有现
象，过一会儿产生
大量气体。
铝：基本没有变
化。
(1)写出钠和水反应的化学方程式 。
(2)下列实验依据可判断某元素的金属性强弱的是___________。
A．导电性的强弱
B．跟非金属反应生成化合物的价态高低
C．
该金属跟酸反应放出氢气的多少
D．最高价氧化物对应水化物碱性的强弱
(3)钠、镁、铝金属活泼性由强到弱顺序是 ；甲、乙两组实验中，组 的实验更可靠，
另一组不可靠的原因可能是 。
(4)下列性质比较中错误的是___________。
A．元素的非金属性：P>S
B．离子的还原性：
C．含氧酸的酸性：
D．气态氢化物的热稳定性：
(5)运用元素周期律分析下面的推断，其中错误的是___________。
A．硼的氧化物的水化物可能具有两性
B．砹 (87At)为有色固体，
不稳定，
见光容易分解，不溶于水也不溶于稀酸
C．氢氧化铷(37RbOH)易溶于水
D．硒化氢 (34Se)是无色、有毒、比
稳定的气体
1．（2023·四川绵阳·统考模拟预测）用下列实验装置进行相应的实验，能达到实验目的的是
5
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A．用图①装置验证非金属性：Cl>C>Si
B．按图②所示的气流方向可用于收集Cl2
C．用图③装置高温灼烧Ag2S 制取Ag
D．用图④装置制备氢氧化铁胶体
2．（2023·安徽安庆·安庆一中校考三模）下列操作能达到实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
将含有二氧化硫的气体通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液中，
然后加入足量氯化钡溶液
通过测定白色沉淀的质量，可推算二
氧化硫的物质的量
B
向NaBr 溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上
层呈橙红色
验证Br-还原性强于Cl-
C
用滤纸将待提纯的氢氧化铁胶体包好，放入盛有蒸馏水的
烧杯中，更换蒸馏水，重复几次
除去氢氧化铁胶体中的. Fe3+、Cl-
D
在醋酸铅稀溶液中通入 H2S 气体，观察现象
判断H2S 与CH3COOH 酸性强弱
3．（2023·北京西城·北师大实验中学校考三模）由下列实验及相应事实推理所得的结论，不能用元素周期
律解释的是
实验
事实
结论
A
将体积相同的
和
分别投入冷
水
与
反应更剧烈
金属性：
B
将足量硫酸与
溶液混合
生成
非金属性：
C
分别加热
气体和
气体
气体更易分解
稳定性：
D
工业上用焦炭还原石英砂制得粗硅
非金属性：
4．（2023·江西南昌·统考二模）元素周期表中前20 号元素R、X、Y、Z 的原子序数依次增大。R 和Y 位
于同主族，X 的简单离子半径在同周期元素中最小。由这四种元素组成一种化合物Q，在Q 的溶液中滴加
Ba(OH)2溶液。产生沉淀的物质的量与Ba(OH)2的物质的最的关系如图所示，下列说法正确的是
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A．简单离子半径：Z>Y
B．简单气态氯化物的热稳定性：Y>R
C．Q 的水溶液显酸性、可作为净水剂
D．M 点沉淀物有2 种，且物质的量之比为4：1
5．（2023·河北保定·校联考三模）一种由短周期主族元素组成的化合物，其阴离子结构如图所示。W、
X、Y、Z 原子序数之和为20，下列有关叙述不正确的是
A．稳定性：ZW4<W2Y
B．原子半径：W<Y<Z<X
C．X 的最高价氧化物对应的水化物是强酸
D．非金属性：X<W<Z <Y
6．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考三模）类比推理是重要的学科思想，下列根据已知内容进行
的推理正确的是
选
项
已知
推理
A
Al(OH)3是弱碱
Fe(OH)3也是弱碱
B
电解熔融的MgCl2冶炼镁
电解熔融的AlCl3也能冶炼铝
C
钠在空气中燃烧生成Na2O2
锂在空气中燃烧也会生成Li2O2
D
将SO2通入BaCl2溶液中无沉淀生成
将CO2通入BaCl2溶液中也无沉淀生成
7．（2024 上·北京·高三中央民族大学附属中学校考阶段练习）氯气在生产生活中应用广泛。
(1)实验室可用
与浓盐酸反应制取，反应原理如下：
，若制得标
准状况下
，则被氧化的
为
。
(2)多余的氯气可用
溶液吸收，反应的离子方程式为 。工业上也可用
溶液吸收氯气获得
，
广泛应用于电子工业、印染工业等领域。请写出该化学反应的
离子方程式 。
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(3)海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是
。1991 年由Allen 等人研究，用硫酸淋洗后使用不同
的方法可制备纯净的
，其制备过程如图所示：
①步骤1 中，试剂甲必须具有的性质是 (填序号)。
A．氧化性 B．还原性 C． 酸性
②步骤Ⅲ中，以
为氧化剂，当生成
时，消耗
的
溶液
，该
反应的离子方程式为 。
(4)已知：①
常温下与浓盐酸反应可制得
。②
不溶于水。根据如图所示装置回答以下问
题。
①利用如图装置可以验证元素非金属性的变化规律。图中
装置的名称是 。干燥管
的作用是
。
②实验室中现有药品
、
、浓盐酸、
，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性强于
硫：烧瓶中发生反应的离子方程式为 。装置
中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为
。
8．（2024·新疆克拉玛依·统考模拟预测）某化学研究性学习小组为学习了元素性质后，分别设计了如下实
验：
（1）甲同学想探究“铝热反应”中熔融物的成分，他查阅《化学手册》得到Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、
沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
246
7
2980
2750
……
①由此甲同学推测，教材中铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。其理由是： 。
②设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，该实验所用试剂是 ，
反应的离子方程式为 。
③甲同学为确定熔融物中是否还会有残留的Fe2O3，将熔融物用酸完全溶解后加入KSCN 试剂。请你分析
该设计是否正确 （填“正确”或“不正确”），理由是（用离子方程式表示）
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。
（2） 乙同学设计了如下图装置验证元素性质递变规律。A、B、C 处分别是蘸有NaBr 溶液的棉花、湿润
的淀粉KI 试纸、湿润的红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。乙同学可能观察到的现象
有 。 从环保角度考虑，该装置有明显不足，请提出改进建议
。
（3） 丙同学欲比较N、C、Si 的非金属性强弱，设计了下图所示的实验装置，其设计能否达到实验目的
（填“能”或“不能”），理由是 。
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