Question

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

猜想與假設：

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

（2）因實驗室不可能有硅單質，但可以測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_________、_________ 、硫酸三種最高價含氧酸的酸性強弱順序是__________，從而得出從__________非金屬性逐漸增強。

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

設計和實施方案：

（1）用列表的方式（從實驗方案、實驗現象、有關化學方程式）完成你的實驗報告中的實驗內容。__________________。

（2）實驗結論是___________。

（3）請你用物質結構理論知識解釋結論_________。

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

實驗方案	實驗現象	有關化學方程式
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 管中無明顯現象	Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
將一綠豆粒大小的鈉投入到盛有冷水且預先滴有酚酞的小燒 杯中	鈉浮于水面上，迅速熔成閃亮小球四處游動，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 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原子核外都有三個電子層，但最外層電子數依次為1、2、3、4、6、7，原子半徑隨電子數增多而減小，所以原子核對最外層電子的吸引力依次增強，失電子能力減弱，得電子能力增強

【解析】

猜想與假設：

(1)將第三周期的鈉、鎂、鋁分別與水反應，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)根據鹽有弱才水解，無弱不水解的規律，來測定硅酸鈉溶液、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，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；

設計和實施方案：

(1)根據鎂條、鋁條都要用砂紙打磨后放入沸水中鎂反應，鋁無明顯現象，而鈉與冷水反應，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，會觀察到溶液中有淺黃色沉淀生成，故答案為：

實驗方案	實驗現象	有關化學方程式
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 管中無明顯現象	Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
將一綠豆粒大小的鈉投入到盛有冷水且預先滴有酚酞的小燒 杯中	鈉浮于水面上，迅速熔成閃亮小球四處游動，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 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)根據金屬與水反應的劇烈程度可知金屬性Na＞Mg＞Al，根據非金屬最高價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原子核外都有三個電子層，但最外層電子數依次為1、2、3、4、6、7，原子半徑隨電子數增多而減小，所以原子核對最外層電子的吸引力依次增強，失電子能力減弱，得電子能力增強，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，故答案為：Na、Mg、Al、Si、S、Cl原子核外都有三個電子層，但最外層電子數依次為1、2、3、4、6、7，原子半徑隨電子數增多而減小，所以原子核對最外層電子的吸引力依次增強，失電子能力減弱，得電子能力增強。