鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 元素周期表的应用第1课时导学案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 元素周期表的应用第1课时导学案，共21页。

第3节　元素周期表的应用
第1课时　认识同周期元素性质的递变规律
学业要求
核心素养对接
以第三周期的钠、镁、铝、硅、硫、氯为例，了解同周期元素性质的递变规律
通过对第三周期元素性质的相似性、递变性的了解，培养学生宏观辨识与微观探析素养水平。

[知 识 梳 理]
知识点一　第3周期元素原子得失电子能力的比较


如图是第三周期元素的原子核外电子排布，请根据所学预测各元素的得失电子能力，并在本节所学中进行验证。
1．钠、镁、铝三种元素原子失电子能力的比较
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
钠、镁、
铝与
水的
反应



钠与水剧烈反应；镁与水加热前不反应，加热后反应缓慢，有无色气泡冒出，溶液变为浅红色；铝与冷水无现象，与热水无现象
注意对比实验现象
钠与冷水反应，反应的化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；镁与冷水不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑；铝与水不反应
镁和
铝与
酸的
反应

两支试管内都有无色气泡冒出，但放镁条的试管中生成气体速率较快
镁、铝都能置换出酸中的氢，但镁更容易，反应的化学方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

比较
NaOH、
Mg(OH)2
的碱
性强
弱

加入NaOH溶液后产生白色沉淀，把沉淀分成两份，其中一份加入稀盐酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液，沉淀不溶解
碱性由强到弱的顺序为
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
所有实验均为对照实验，对照实验的原则是什么？
比较
NaOH、
Al(OH)3
的碱
性强
弱

加入NaOH溶液后产生白色沉淀，把沉淀分成两份，其中一份加入稀盐酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液，沉淀溶解
结论
钠、镁、铝元素原子失去电子能力：Na>Mg>Al















2.硅、磷、硫、氯四种元素原子得电子能力的比较
元素
Si
P
S
Cl
单质与H2
反应条件
高温、生
成少量
化合物
磷蒸气
与H2能
反应
需加热
光照或
点燃、剧
烈反应
单质与H2
化合的难易
由难到易
气态氢化物
化学式
SiH4
PH3
H2S
HCl
稳定性
很不稳定
不稳定
较稳定
很稳定
由弱到强
最高价氧化物
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
最高价
氧化物
的水化
物
化学式
H2SiO3
H3PO4
H2SO4
HClO4
酸性
弱酸
中强酸
强酸
强于硫酸
由弱到强
结论
硅、磷、硫、氯元素原子得电子能力：Si＜P＜S＜Cl
由课本所给信息填写该表，提高大家提取信息的能力
知识点二　同周期主族元素原子得失电子能力的变化规律
1．规律
同周期主族从左到右，元素原子失电子能力减弱，得电子能力增强。
2．原因
在同一周期的主族元素中，各元素原子的核外电子层数相同，从左至右核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小，原子核对外层电子的吸引力逐渐增大，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。
微判断
(1)同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强(　　)
(2)同周期元素的离子半径以ⅦA族的为最小(　　)
(3)C、P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强(　　)
(4)第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
微训练
1．下列关于原子序数为11～17的元素的说法错误的是(　　)
A．其原子最外层电子数逐渐增多
B．其原子半径逐渐增大
C．元素的最高正化合价逐渐升高
D．失电子能力逐渐减弱、得电子能力逐渐增强
解析　原子序数为11～17的元素，它们的原子最外层电子数逐渐增多，导致原子核与核外电子之间的吸引力增大，所以原子半径逐渐减小，得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，最高正化合价也逐渐升高。
答案　B
2．下列说法正确的是(　　)
A．同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强
B．同周期元素的离子半径以ⅠA族的为最小
C．C、P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强
D．第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
解析　同周期金属元素，从左到右化合价依次升高，因为原子半径依次减小，核电荷数依次增多，所以原子失电子能力依次减弱。如第3周期元素Na、Mg、Al，化合价：Na(＋1)＜Mg(＋2)＜Al(＋3)，失电子能力：Na＞Mg＞Al，A项不正确；同周期元素的离子半径，ⅠA族的不是最小，如第3周期部分元素的离子半径由大到小的顺序为r(P3－)>r(S2－)>r(Cl－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，B不正确；C、P、S、Cl在周期表中的相对位置如图所示，同周期元素从左到右，元素原子的得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，酸性：H3PO4HClO，D不正确。
答案　C
3．在第3周期元素中，除稀有气体元素外：
原子半径最小的元素是________(填元素符号，下同)；金属性最强的元素是________；最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(用化学式回答，下同)；最不稳定的气态氢化物是________；最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是________；氧化物中具有两性的是________。
答案　Cl　Na　HClO4　SiH4　NaOH　Al2O3
微思考
1．难失电子的原子，得电子一定容易吗？
提示　不一定，如稀有气体原子难失电子，也难得电子。
2．同周期元素的离子半径从左到右依次减小吗？以第3周期元素的离子半径说明。
提示　不是。如第3周期部分元素的离子半径由大到小的顺序为r(P3－)>r(S2－) >r(Cl－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。

学习任务1　同周期元素原子结构与性质的递变规律

第二
周期







主要
化合价
＋1
＋2
＋3
＋2，
＋4，
－4
＋2，
＋5，
－3
－2
－1
第三
周期







主要
化合价
＋1
＋2
＋3
＋4，－4
＋3，＋5，
－3
＋4，＋6，
－2
＋1，＋5，
＋7，－1
请结合上表中给出的核外电子排布与主要化合价回答下列问题：
1．元素原子得(失)电子数目越多，得(失)电子能力越强吗？
提示　不一定，元素原子得(失)电子能力与得失电子的难易有关，而与得失电子的多少无关。
2．所有的非金属元素(除稀有气体外)都有最高价含氧酸吗？
提示　不一定，氧元素和氟元素没有。
3．“同一周期非金属元素对应氧化物水化物的酸性从左到右依次增强”的说法正确吗？
提示　不正确。同一周期，随着原子序数的递增，非金属元素最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)酸性逐渐增强，但低价含氧酸(如HClO)不符合此规律。


内容
同周期(左→右)
原子结构
电子层数
相同
最外层电子数
1→8个(第1周期1→2)
原子半径
逐渐减小(稀有气体不考虑)
元素性质
原子得电子能力
逐渐增强
原子失电子能力
逐渐减弱
元素的金属性
逐渐减弱
元素的非金属性
逐渐增强
金属单质还原性
逐渐减弱
非金属单质氧化性
逐渐增强
元素的主
要化合价
最高正价
由＋1→＋7(O、F除外)
最低负价
由－4→－1
非金属气
态氢化物
形成
难→易
稳定性
逐渐增强
还原性
逐渐减弱
最高价氧
化物的水
化物
酸性
逐渐增强

碱性
逐渐减弱
金属阳离子氧化性
逐渐增强
非金属阴离子还原性
逐渐减弱
【易错提醒】　(1)相对原子质量随原子序数的递增，不呈周期性变化。
(2)根据含氧酸的酸性强弱比较元素非金属性的强弱时，必须是最高价含氧酸。
(3)在元素周期表中，无氧酸的酸性变化规律与元素非金属性的变化规律不一致。其规律是：左弱右强，上弱下强。如非金属性：S＜Cl，酸性：氢硫酸<盐酸；非金属性：F>Cl，而酸性：氢氟酸(HF)<盐酸。
(4) 氟无正价，氧没有最高正价。
如：①根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7价；②元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价。①②两种说法均不正确。
(5)同周期从左到右，金属单质的还原性、非金属阴离子的还原性逐渐减弱；非金属单质的氧化性、金属阳离子的氧化性逐渐增强。
【例题】　同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，下列叙述正确的是 (　　)
A．单质的化学活泼性：W B．原子最外层电子数：W C．单质的氧化能力：W D．元素的最高正化合价：W 解析　同一短周期的元素原子，从左至右最外层电子数依次增大，B项正确；若Z为0族元素，则Z的单质最不活泼且氧化能力最低，A、C项错误：若Z为F，F无正价，D项错误。
答案　B
【方法思路】　解此类题的技巧方法

变式训练　根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是(　　)
A．ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金属性强
B．ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C．第2周期元素从左到右，最高正化合价从＋1递增到＋7
D．第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
解析　比较元素性质时没有指明同周期，A不正确；同周期元素的金属性从左到右逐渐减弱，故ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素，B项正确； 第2周期元素中，O元素无＋6价、F元素没有正价，则第2周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋5，C不正确；没有指明最高价含氧酸的酸性，D不正确。
答案　B
学习任务2　(核心素养)元素非金属性和金属性强弱比较
一、知识要点
1．元素非金属性强弱的比较方法

比较依据
结论
根据原子结构
原子半径越小(电子层数越少)，最外层电子数越多，元素的非金属性越强(稀有气体不考虑)
单质与H2化合的难易(氢化物的稳定性)
单质与H2化合越容易、形成的气态氢化物越稳定，其对应元素的非金属性越强
最高价氧化物水化物的酸性
酸性越强，其对应元素的非金属性越强
非金属与盐溶液的置换反应
若非金属单质A与非金属B的盐溶液反应置换出B单质，则A元素的非金属性强于B元素
单质的氧化性(或非金属阴离子的还原性)
一般单质氧化性越强(或非金属阴离子的还原性越弱)，对应元素的非金属性越强
单质与变价金属反应的产物的化合价
产物中变价金属元素价态越高，元素的非金属性越强，如由反应Cu＋Cl2CuCl2，2Cu＋SCu2S，知非金属性：Cl>S
非金属性强弱顺序
按F、Cl、Br、I顺序，元素的非金属性减弱
2.元素金属性强弱的比较方法
比较方法
结论
根据原子结构
原子半径越大(电子层数越多)，最外层电子数越少，元素的金属性越强
金属单质与水(或酸)反应置换氢的难易
越易置换出H2，元素的金属性越强
最高价氧化物水化物的碱性
碱性越强，元素的金属性越强
金属与盐溶液的置换反应
若金属单质A与金属B的盐溶液反应置换出B单质，则A元素的金属性强于B元素
金属单质的还原性(或金属阳离子的氧化性)
一般单质的还原性越强(或金属阳离子的氧化性越弱)，元素的金属性越强
单质与同种非金属反应的难易
越易反应，元素的金属性越强，如由反应Fe＋SFeS，2Na＋S===Na2S，知金属性：Na>Fe
金属性强弱顺序
一般金属的位置越靠前(极少数例外)，金属元素的金属性越强
二、核心素养
比较方法⇒提高学生证据推理和模型认知能力
【素养解题】
[典例示范]　研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是______________。
A．比较这两种元素的单质的硬度和熔点
B．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液
C．将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
D．将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
[解题模型]
①方法
思路
非金属性(金属性)强弱的比较依据是原子得失电子能力的强弱，而不是原子得失电子的多少。可以从有关反应的难易、水溶液中的置换反应、金属单质的还原性、非金属单质的氧化性、金属阳离子的氧化性、非金属阴离子或气态氢化物的还原性、最高价氧化物对应的水化物的碱性(或酸性)的强弱等方面来判断。
②案例
解法
A项不可以，单质熔、沸点与元素的金属性强弱无关；B项可以，在该实验操作中，Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，Al3＋转化为Al(OH)3沉淀，Al(OH)3沉淀继续溶于过量NaOH溶液。说明Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强，进而说明26Mg 比26Al金属性强；C项可以，有镁带的热水中酚酞溶液变为红色，有铝片的热水中酚酞溶液不变色，说明镁与热水反应生成了Mg(OH)2，铝与热水反应不明显，证明26Mg比26Al金属性强；D项不可以，在空气中放置已久的镁和铝，表面都形成致密的保护膜，使得镁和铝不能与热水接触发生化学反应，则该实验操作不可用来比较镁和铝的金属性强弱。
③其他
方案
设计实验证明镁比铝的金属性强，除采用本题的B和C方案外，还通常采用的方案是：在相同温度下，取相同表面积的Mg条、Al条分别加入相同体积、相同物质的量浓度的稀盐酸，Mg比Al反应产生氢气的速率快。
答案　BC
三、对点训练
1．可以说明硫元素的非金属性比氯元素的非金属性弱的是(　　)
①HCl的溶解度比H2S的大　②HClO的氧化性比H2SO4的强　③HClO4的酸性比H2SO4的强　④HCl比H2S稳定　⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子　⑥Cl2能与铁反应生成FeCl3，硫与铁反应生成FeS　⑦Cl2可以从H2S溶液中置换出S
⑧HCl水溶液酸性比H2S强　⑨HCl或Cl－还原性比H2S或S2－弱
A．③④⑤⑥⑦⑨ B．③④⑥⑦⑧
C．①②⑤⑥⑦⑨ D．③④⑥⑦⑨
解析　①溶解度与元素的非金属性强弱没有直接关系；②应该用最高价氧化物对应水化物的酸性来比较元素非金属性的强弱；⑤元素原子得电子能力的强弱不仅与原子最外层电子数有关，还与电子层数等有关，电子层数少的原子不一定得电子能力强，元素的非金属性就不一定强；⑧不能根据无氧酸的酸性强弱比较元素非金属性的强弱。最高价氧化物水化物的酸性强弱、气态氢化物的稳定性、非金属单质的氧化性及单质间的置换反应均能说明元素非金属性的强弱，③④⑦能说明氯的非金属性强于硫。不同非金属单质与同一种变价金属反应后金属价态越高，非金属元素原子得电子能力越强，元素的非金属性越强，⑥能证明氯元素的非金属性强于硫。非金属元素阴离子或氢化物的还原性越强，说明越易失电子，则对应的非金属元素原子得电子能力越弱，⑨能证明氯原子得电子能力强于硫，则氯的非金属性强。
答案　D
2．回答下列问题：
(1)下列叙述中能证明A金属比B金属失电子能力强的是________(填序号)。
①A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
②A原子的电子层数比B原子的电子层数多
③1 mol A从酸中置换出的H2比1 mol B从酸中置换出的H2 多
④常温时，A能从水中置换出H2，而B不能
⑤两单质分别与氯气反应时生成的阳离子，A失去的电子数比B失去的电子数多
⑥A、B两短周期元素原子的电子层数相同，且A的原子序数小于B的原子序数
(2)下列元素的单质中，最易与氢气反应生成氢化物的是________。(填字母)
A．B B．N
C．F D．C
解析　(1)根据元素原子失电子的难易，而不是失电子的多少比较元素原子失电子的能力强弱，①不能证明。电子层数多的原子不一定比电子层数少的原子失电子能力强，②不能证明。与酸反应生成H2多的金属活动性不一定强，如1 mol Al比1 mol Na与足量稀HCl反应时生成的H2多，③不能证明。只有很活泼的金属在常温下与冷水反应，④能证明。得失电子个数的多少不能说明得失电子的难易，⑤不能证明。同周期元素A位于B的左边，说明A的金属性强于B，⑥能证明。
(2)同周期从左到右元素的非金属性增强，所以F元素的非金属性最强，F2最容易与H2化合，选C。
答案　(1)④⑥　(2)C
3．同周期三种元素X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物分别是HXO4、H2YO4、H3ZO4，下列判断正确的是(　　)
A．含氧酸的酸性HXO4＜H2YO4＜H3ZO4
B．阴离子还原性按X、Y、Z顺序减弱
C．气态氢化物稳定性按X、Y、Z顺序减弱
D．原子半径按X、Y、Z顺序减小
解析　HXO4、H2YO4、H3ZO4，X、Y、Z的最高正价分别为＋7、＋6、＋5，所以X、Y、Z的原子序数依次减小，同周期元素自右向左，①酸性：H3ZO4＜H2YO4＜HXO4，A不正确；阴离子的还原性：X－＜Y2－＜Z3－，B不正确；气态氢化物的稳定性： ZH3＜H2Y＜HX，C正确；原子半径：X＜Y＜Z。D不正确。
答案　C

[学 考 练]
1．下列说法错误的是(　　)
A．Na是短周期元素中活泼性最强的金属元素
B．F是短周期元素中活泼性最强的非金属元素
C．第2周期元素从左到右其最高正化合价逐渐升高
D．从硅到氯，最低负化合价从－4到－1
解析　根据元素性质的递变规律可知Na是短周期元素中活泼性最强的金属元素，F是短周期元素中活泼性最强的非金属元素，A、B项正确；O没有最高正化合价，F没有正化合价，C项错误；从硅到氯，最低负化合价从－4到－1，D项正确。
答案　C
2．能说明元素A的非金属性比元素B的非金属性强的理由是(　　)
A．A、B两元素的原子具有相同的电子层数，且原子半径A>B
B．常温常压下，元素A的单质是气态，元素B的单质是固态
C．A的气态氢化物比B的气态氢化物分解温度高
D．A的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于B的最高价氧化物对应的水化物的酸性
答案　C
3．下列事实不能作为实验判断依据的是(　　)
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱
C．酸性H2CO3 D．Br2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属性强弱
答案　B
4．下列事实不能用于判断金属性强弱的是(　　)
A．金属单质间发生的置换反应
B．1 mol金属单质在反应中失去电子的多少
C．金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D．金属元素的单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度
解析　金属单质在反应中失去电子的多少，不能作为判断金属性强弱的依据，如1 mol Al反应失去的电子比1 mol Na多，但Al的金属性比Na弱。
答案　B
5．不能用来说明同周期元素性质递变规律的实验是(　　)
A．钠与冷水剧烈反应而镁与冷水很难反应
B．氢氧化铝具有两性而硅酸只具有弱酸性
C．氯气和氢气在光照条件下反应而硫和氢气在加热条件下才能反应
D．硫化氢水溶液呈弱酸性而氯化氢水溶液呈强酸性
解析　元素的金属性越强，其单质与水、酸反应越剧烈，可根据单质与水反应的剧烈程度判断元素金属性的强弱，故A项正确；同周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，据此可比较元素非金属性的强弱，故B项正确；元素的非金属性越强，对应的单质与氢气越容易反应，且反应越剧烈，故C项正确；比较元素非金属性的强弱，可根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱进行比较，而不能根据对应氢化物的酸性强弱进行比较，故D项错误。
答案　D
6．下列比较不正确的是(　　)
A．原子半径：K＞Cl＞Na
B．热稳定性：HF＞H2O＞PH3
C．酸性强弱：HClO4＞H2SO4＞H3PO4
D．碱性强弱：KOH＞NaOH＞Mg(OH)2
解析　电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径：K＞Na＞Cl，A项错误；非金属性：F＞O＞P，则热稳定性：HF＞H2O＞PH3，B项正确；非金属性：Cl＞S＞P，则酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4，C项正确；金属性：K＞Na＞Mg，则碱性：KOH＞NaOH＞Mg(OH)2，D项正确。
答案　A
7．R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法中一定正确的是(m、n均为正整数)(　　)
A．若R(OH)n为强碱，则W(OH)n＋1也为强碱
B．若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素
C．若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋7
D．若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素
解析　R(OH)n为强碱，W(OH)n＋1不一定为强碱，故A项错误；HnXOm为强酸，说明X非金属性强，Y比X更强，且知Y不是稀有气体元素，B项正确；若Y为氧元素，Z只有负价，而没有＋7价，C项错误；若五种元素同为第3周期，当X最高正化合价为＋5价时，R为金属元素，D项错误。
答案　B
8．短周期元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是(　　)
A．质子数：c>d
B．离子还原性：Y2－>Z－
C．氢化物稳定性：H2Y>HZ
D．原子半径：Y>X
解析　因四种离子的电子层结构相同，确定四种元素在元素周期表中位置关系为，所以质子数a>b>d>c，氢化物稳定性为HZ>H2Y，原子半径X>Y。
答案　B
9．X、Y为同一周期的主族元素，如果X原子半径大于Y的原子半径，则下列说法不正确的是(　　)
A．若X、Y均为金属元素，则X的失电子能力强于Y
B．若X、Y均为金属元素，则X的阳离子的氧化性比Y的阳离子氧化性强
C．若X、Y均为非金属元素，则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
D．若X、Y均为非金属元素，则Y的最高价含氧酸的酸性强于X的
解析　X、Y为同周期的元素，原子半径X>Y，原子序数XY，阳离子氧化性X 答案　B
10．根据提供的条件推断元素，并按要求填空：
(1)原子核外有3个电子层，其最外层电子数为7，最高价氧化物的化学式为________，最高价氧化物对应水化物的化学式为________，其最高价氧化物对应水化物与NaOH反应的化学方程式为___________________________。
(2)第3周期元素，其最外层电子数与电子层数相同。该元素最高价氧化物的化学式为________，最高价氧化物对应水化物与强碱反应的离子方程式为_____________________________________________________________。
(3)原子序数依次递增的同周期四种元素，它们氢化物的质子数与电子数都与Ar相同，这些氢化物的化学式分别为________、________、________、________。
(4)某元素的最高正价与最低负价的代数和为4，且最高价氧化物中含氧质量分数为60%。则该元素最高价氧化物的化学式为_______________________。
解析　(1)原子核外有3个电子层，其最外层电子数为7，是第3周期ⅦA族的Cl，所以最高价氧化物的化学式是Cl2O7，最高价氧化物对应的水化物是HClO4，与NaOH反应的化学方程式是HClO4＋NaOH===NaClO4＋H2O。(2)第3周期中最外层电子数等于电子层数的是Al，所以最高价氧化物的化学式是Al2O3，其对应的水化物与强碱反应的离子方程式是Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。(3)质子数与电子数都与Ar相同的氢化物的化学式分别是SiH4、PH3、H2S、HCl。(4)最高正价与最低负价的代数和为4的是ⅥA族的元素，所以其最高价氧化物的化学式是XO3，由于其含氧量为60%，则可以计算得到元素为S，则其最高价氧化物的化学式是SO3。
答案　(1)Cl2O7　HClO4　HClO4＋NaOH===NaClO4＋H2O
(2)Al2O3　Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
(3)SiH4　PH3　H2S　HCl
(4)SO3
[能 力 练]
11．元素周期律是中学化学理论部分的重要内容之一，也是指导我们学习化学的重要工具，这个规律是在一定的实验基础上总结出来的。下面设计实验来探究同周期元素性质的递变规律。
(1)探究金属性递变规律。
①现有钠、镁、铝三种金属单质、稀盐酸、水、酚酞溶液和试管等用品，为证明金属性Na＞Mg＞Al，某同学设计如下实验：取大小相近的Na、Mg、Al块除去表面氧化膜，分别投入装有水(常温)的烧杯中。观察到的现象是_______________________________________________________________
____________________________________________________________。
再取Mg、Al分别投入等浓度的稀盐酸中，观察到的现象是____________________________________________________________。
②在分别装有0.1 mol·L－1的氯化铝、0.1 mol·L－1的氯化镁溶液的A、B两支试管中，分别逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，A试管的现象是____________________________________________________________
______________________________________________，
离子方程式为____________________________________________________
___________________________________________________________；
B试管的现象是_______________________________________________
________________________________________________________，
离子方程式为_____________________________________________________
___________________________________________________________。
由此得出：Al(OH)3、Mg(OH)2、NaOH的碱性强弱关系是____________，
Na、Mg、Al的还原性强弱顺序是________。
(2)探究非金属性递变规律。
小马同学在做同周期元素性质的递变规律的实验时，自己设计了一组实验，并记录了有关实验现象。请你帮助她完成下列实验报告：
Ⅰ.实验目的：_________________________________________________。
Ⅱ.实验用品：
仪器：________、________(填写两种主要的玻璃仪器)。
药品：新制氯水、Na2S溶液。
Ⅲ.实验内容及现象：
①______________________________________________________________。
②____________________________________________________________。
Ⅳ.实验结论：______________________________________________________。
答案　(1)①Na反应比较剧烈，熔成小球在水面上四处游动；Mg产生气泡较小，而Al无明显现象　镁比铝产生气泡快　②先产生白色沉淀，后沉淀溶解
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－　产生白色沉淀，沉淀不溶解　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓　NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3　Na＞Mg＞Al
(2)Ⅰ.探究同一周期元素性质的递变规律　Ⅱ.试管　胶头滴管　Ⅲ.①将少量新制氯水加入盛有少量Na2S溶液的试管中，振荡　②有淡黄色沉淀析出　Ⅳ.同一周期，从左到右，元素的非金属性依次增强
12．同周期元素从左到右失电子能力逐渐减弱。某研究性学习小组为了用实验的方法验证镁和铝的失电子能力强弱，学生甲和学生乙分别设计了两种不同的方案。
方案一：学生甲用水作试剂，比较镁和铝与水反应的情况
方案二：学生乙用稀盐酸作试剂，比较镁和铝与稀盐酸反应的情况
回答下列问题：
(1)上述两个实验方案中实验现象较为明显的是方案
________。
(2)学生乙在实验时取了一段黑色的镁带投入稀盐酸中，现象并不明显，请分析原因：____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)学生丙用镁、铝的可溶性盐溶液及一些其他化学试剂进行实验也得出了正确结论，简述学生丙采用的方法：_________________________________________。
解析　(1)由于金属镁、铝与盐酸反应较快，所以方案二现象较明显。(2)镁表面有氧化物薄膜，使反应现象不明显。(3)Al(OH)3能溶于强碱而Mg(OH)2不能，说明Al(OH)3是两性氢氧化物，故氢氧化铝的碱性比氢氧化镁弱，则铝的失电子能力比镁弱。
答案　(1)二　(2)未除去镁表面的氧化膜
(3)取氢氧化钠溶液将其分别逐滴加入镁、铝的可溶性盐溶液中，均产生白色沉淀，当加入的NaOH溶液过量时，可使生成的Al(OH)3溶解，而Mg(OH)2不溶
13．下表所列是六种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089 nm)：
元素代号
A
B
C
D
E
F
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.099
0.066
0.070
主要化合价
＋2
＋3
＋6、－2
－1
－2
＋5、＋3、－3
(1)用元素代号标出A、B、C、D、E在元素周期表中的对应位置(以下为元素周期表的一部分)

(2)B元素处于元素周期表中第________周期______族。
(3)B的最高价氧化物对应水化物与C的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为_________________________________________________。
(4)上述五种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)。
(5)C、E形成的化合物为________。
(6)下列叙述正确的是________(填字母)。
A．A、B元素的金属性A B．一定条件下，F单质与E的常见单质直接生成FE2
C．B的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D．一定条件下，E的单质可以将F单质从其氢化物中置换出来
解析　(1)由主要化合价和原子半径知A为Mg，B为Al，C为S，D为Cl，E为O，F为N。(2)B处于元素周期表中第3周期ⅢA族。(3)B、C的最高价氧化物对应的水化物分别为Al(OH)3和H2SO4。(4)最高价氧化物对应的水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4、HClO4、HNO3，其中HClO4酸性最强。(5)S与O形成的化合物有SO2和SO3。(6)A、B元素的金属性Mg>Al；F单质与E的常见单质在放电条件下发生反应N2＋O22NO；B的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3只溶于强碱，不与氨水反应；E的单质O2比F的单质N2活泼，故反应4NH3＋3O22N2＋6H2O可以发生。
答案　(1)

(2)3　ⅢA
(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(4)HClO4　(5)SO2、SO3　(6)D
14．元素①～⑦在周期表中的位置如图所示。

请回答下列问题。
(1)⑤的元素符号是________，其最高正化合价是________。
(2)①～⑦中金属性最强的是________________(填元素符号)，能证明⑥比②的非金属性强的事实是____________________________________________________。
(3)①③形成的化合物是________________或 ________________。
(4)④⑥⑦原子半径由大到小的顺序是____________________(用元素符号表示)；④的最高价氧化物对应的水化物是________________，它与⑥的最高价含氧酸反应的离子方程式是_____________________________________________________。
解析　由元素在周期表中的位置，可知①为H、②为C、③为O、④为Na、⑤为Si、⑥为S、⑦为Cl。(1)⑤的元素符号为Si，硅的最外层有4个电子，其最高正化合价为＋4。(2)①～⑦中金属性最强的是Na元素；⑥为S、②为C，由于H2SO4为强酸、H2CO3为弱酸，则S的非金属性比C强。(3)①③分别为H、O元素，二者形成的化合物为H2O、H2O2。(4)Na、S和Cl位于同一周期，从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小为Na>S>Cl；④为Na，其最高价氧化物对应的水化物是NaOH；⑥的最高价含氧酸为H2SO4，硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。
答案　(1)Si　＋4
(2)Na　H2SO4为强酸、H2CO3为弱酸(其他合理答案也可)
(3)H2O　H2O2
(4)Na>S>Cl　NaOH　H＋＋OH－===H2O