元素周期性變化的規律

文章編號：1005－6629(2007)08－0080－02中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

[問題由來]

元素周期律是對元素性質呈現周期性變化實質的揭示，實現由感性認識到理性認識，學好元素周

期律是十分重要的。關于元素周期律的探究活動在教材上有，但是相關的習題很少見。筆者依據教材內容以及學生在探究活動中提出的問題設計了實驗報告題的形式，并對元素周期表、元素化合物、實驗操作等相關知識作進一步考查。

[問題]

某同學在做同周期元素性質遞變規律分組實驗時，設計了如左的實驗報告，請你幫助該同學整理并完成試驗報告部分內容。

[問題解析]

⑴由實驗內容可以得到答案：比較同周期金屬元素的金屬性變化規律

⑵回憶實驗內容的操作過程可以得知：①試管、②燒杯、③酒精燈

⑶實驗現象：①浮在水面上，熔成小球，做不定向運動，直至消失，溶液變成紅色；②有少量氣泡產生，溶液變成淺紅色；⑦生成白色膠狀沉淀，繼而沉淀消失

化學原理解釋：①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；②Mg＋2H2O2Mg(OH)2＋H2↑；⑤2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑； ⑥Mg2＋＋2OH-＝Mg(OH)2↓；⑦Al3＋＋3OH-＝Al(OH)3↓， Al(OH)3＋OH-=AlO2－＋2H2O

實驗結論：金屬性的強弱關系：Na>Mg>Al

⑷①有，將鋁條放進稀鹽酸(或氫氧化鈉溶液)中待有大量氣泡產生時取出，用蒸餾水洗滌

②不行，金屬鈉投入到MgCl2溶液中置換不出金屬鎂，金屬鈉先和水反應，故不可以來比較兩種金屬的金屬性。

[問題拓展]

某學校化學興趣小組為了從本質上認識非金屬的性質變化規律，查到以下資料：

Ⅰ一些共價鍵的鍵能如下：

Ⅱ通常人們把拆開(或形成)1 mol某化學鍵所吸收(或放出)的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可以估算化學反應的反應熱（△H），化學反應的△H等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差。

⑴運用上述資料，分析SiH4、H3P、H2S、HCl的熱穩定性的由強到弱的關系> > >

;

⑵工業上制鹽酸的原料可通過下列反應制取：

Cl2(g)＋H2(g)2HCl(g)， 請你判斷一下該反應是______（填“吸熱”或“放熱”）反應，理由是：

⑶該小組還設計了以下實驗方案來比較非金屬性

①往氫硫酸溶液中加入氯水，出現淡黃色沉淀，說明氯的非金屬性比硫活潑；

②用pH試紙測量濃硫酸和濃磷酸的pH值，比較大小，得出濃硫酸的酸性比濃磷酸強，故硫的非金屬性比磷強；

③往Na2SiO3溶液加入3mol/LH3PO4溶液，有白色膠狀的沉淀生成，磷的非金屬性比硅強；

④分別往3mol/LH3PO4溶液、3mol/L H2SO4溶液加入相同質量的鎂條；硫酸溶液中產生氣體的速度較快，硫的非金屬性比磷強；

⑤將灼熱的銅絲分別放入硫蒸氣和氯氣中反應，分別生成Cu2S、CuCl2，說明硫元素的非金屬性比氯元素弱；

⑥氯氣不能在空氣中燃燒，硫單質可以，就說明氯元素的非金屬性比硫元素弱。

你認為上述方案中可行的是____(填序號)

分析：通過鍵能的比較，可以看出SiH4、H3P、H2S、HCl內的共價鍵的強弱，共價鍵的強弱決定了物質的穩定性。另外共價鍵的破壞或形成與能量有關，只要能通過資料信息深刻理解鍵能的含義，本題答案就很容易得到。

答案：⑴HCl、H2S、H3P、SiH4；⑵放熱 斷開Cl—Cl與H—H的所需的能量比形成Cl—H所放出的熱量之和要小；⑶①③④⑤

[使用記錄]

此題在我校2007年高一年級第一次單元練習中使用，試題設計新穎，設問角度多，具有一定的綜合性，能很好地看出學生的基礎知識和基本技能的掌握情況，[問題拓展]屬于要求比較高的題目適合化學專業班訓練使用。

[教育價值]

元素周期律作為化學的基本原理之一在中學化學課程體系中一直處于核心地位。學生在化學1中已學習了常見的元素及其化合物知識，故在化學2進行元素周期性變化規律的練習，有助于原有知識的鞏固、概括、綜合。另外，借助對實驗和事實的分析，運用歸納法和演繹法，也能培養學生的邏輯思維能力。

參考文獻：

[1]宋心琦主編．化學2(必修)．北京：人民教育出版社，2006．5.

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”。