Question

【题目】如何利用实验室常见的药品试剂探究11号～17号元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强？已知实验室有你想用到的仪器和药品、试纸等一切用品。

猜想与假设：

（1）用_________三种金属分别与水反应，通过观察生成气泡的速率便会得出从________到_________金属性逐渐减弱。

（2）因实验室不可能有硅单质，但可以测0.1mol/L的_________ 溶液和_________ 溶液及Na2SO4溶液的 pH，推断三种盐溶液的水解情况，得出_________、_________ 、硫酸三种最高价含氧酸的酸性强弱顺序是__________，从而得出从__________非金属性逐渐增强。

（3）制取饱和的氯水和饱和的氢硫酸溶液，用将__________方法，通过__________现象便直接得出非金属性S比Cl弱。

设计和实施方案：

（1）用列表的方式（从实验方案、实验现象、有关化学方程式）完成你的实验报告中的实验内容。__________________。

（2）实验结论是___________。

（3）请你用物质结构理论知识解释结论_________。

Answer 1

【答案】 钠、镁、铝 钠 铝 Na2SiO3 Na3PO4 H2SiO3 H3PO4 H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4 Si到S 饱和氯水滴加到饱和氢硫酸溶液中的 溶液中有浅黄色沉淀生成

实验方案	实验现象	有关化学方程式
用砂纸擦后的镁条、铝条分别投入到盛有沸水的小烧杯中， 再分别滴加酚酞	投入镁条的试管有大量气泡产生，滴加酚酞后溶液变成浅红色；投入铝条的试 管中无明显现象	Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
将一绿豆粒大小的钠投入到盛有冷水且预先滴有酚酞的小烧 杯中	钠浮于水面上，迅速熔成闪亮小球四处游动，有响声，随之消失，溶液很快变 红色	2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
用玻璃棒分别蘸取 0.1mol/L 的Na2SiO3(aq)、Na3PO4(aq)、Na2SO4(aq)测 其 pH	Na2SiO3(aq)的 pH比Na3PO4(aq)的pH大且都大于7；Na2SO4(aq)的 pH 为7(中性)	SiO32—+2H2OH2SiO3+2OH— PO43—+H2OHPO42—+OH—
用滴管向盛有5mL饱和氢硫酸溶液的试管中滴加饱和的氯水	试管中有淡黄色沉淀生成	Cl2+H2S═2HCl+S↓

金属性：Na＞Mg＞Al，非金属性：Si＜P＜S＜Cl Na、Mg、Al、Si、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、4、6、7，原子半径随电子数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强，失电子能力减弱，得电子能力增强

【解析】

猜想与假设：

(1)将第三周期的钠、镁、铝分别与水反应，可观察到从钠到铝生成气泡的速率在减小，则从钠到铝的金属性在减弱，故答案为：钠、镁、铝；钠；铝；

(2)根据盐有弱才水解，无弱不水解的规律，来测定硅酸钠溶液、磷酸钠溶液、硫酸钠溶液的pH，pH在减小，则硅酸的酸性最弱，硫酸的酸性最强，从而得出非金属性Si＜P＜S，故答案为：Na2SiO3；Na3PO4；H2SiO3；H3PO4；H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4；Si到S；

(3)因氯气具有氧化性，硫化氢具有还原性，则将饱和氯水滴加到饱和氢硫酸溶液中，会观察到溶液中有浅黄色沉淀生成，则说明Cl的非金属性大于S，故答案为：饱和氯水滴加到饱和氢硫酸溶液中的；溶液中有浅黄色沉淀生成；

设计和实施方案：

(1)根据镁条、铝条都要用砂纸打磨后放入沸水中镁反应，铝无明显现象，而钠与冷水反应，Na2SiO3(aq)的 pH比Na3PO4(aq)的pH大且都大于7；Na2SO4(aq)的pH为7(中性)，饱和氯水滴加到饱和氢硫酸溶液中，会观察到溶液中有浅黄色沉淀生成，故答案为：

实验方案	实验现象	有关化学方程式
用砂纸打磨后的镁条、铝条分别投入到盛有沸水的小烧杯中， 再分别滴加酚酞	投入镁条的试管有大量气泡产生，滴加酚酞后溶液变成浅红色；投入铝条的试 管中无明显现象	Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
将一绿豆粒大小的钠投入到盛有冷水且预先滴有酚酞的小烧 杯中	钠浮于水面上，迅速熔成闪亮小球四处游动，有响声，随之消失，溶液很快变 红色	2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
用玻璃棒分别蘸取 0.1mol/L 的Na2SiO3(aq)、Na3PO4(aq)、Na2SO4(aq)测 其 pH	Na2SiO3(aq)的 pH比Na3PO4(aq)的pH大且都大于7；Na2SO4(aq)的 pH 为7(中性)	SiO32—+2H2OH2SiO3+2OH— PO43—+H2OHPO42—+OH—
用滴管向盛有5mL饱和氢硫酸溶液的试管中滴加饱和的氯水	试管中有淡黄色沉淀生成	Cl2+H2S═2HCl+S↓

；

(2)根据金属与水反应的剧烈程度可知金属性Na＞Mg＞Al，根据非金属最高价含氧酸的酸性可知非金属性 Si＜P＜S＜Cl，故答案为：金属性：Na＞Mg＞Al，非金属性：Si＜P＜S＜Cl；

(3)因Na、Mg、Al、Si、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、4、6、7，原子半径随电子数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强，失电子能力减弱，得电子能力增强，则第三周期从左到 右元素的金属性在减弱，非金属性在增强，故答案为：Na、Mg、Al、Si、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、4、6、7，原子半径随电子数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强，失电子能力减弱，得电子能力增强。