Question

18．某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如表：

实验方案	实验现象
1．用砂纸擦后的镁带与热水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞	A．浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色
2．向Na2S溶液中滴加新制的氯水	B．产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色
3．钠与滴有酚酞试液的冷水反应	C．反应不十分强烈，产生的气体可以在空气中燃烧
4．镁带与2mo1•L-1的盐酸反应	D．剧烈反应，产生可燃性气体
5．铝条与2mo1•L-1的盐酸反应	E．生成白色胶状沉淀，既而沉淀消失
6．向A1Cl3溶液滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉淀

请你帮助该同学整理并完成实验报告：
（1）实验目的：验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律．
（2）实验仪器：试管、酒精灯、镊子、小刀、玻璃片、胶头滴管等．
（3）实验内容：（填写题给信息表中的序号和字母）：

实验方案	实验现象	有关化学方程式

（4）实验结论：金属性：Na＞Mg＞Al，非金属性：Cl＞S．
（5）请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因：Na、Mg、Al、S、Cl原子半径随电子数增多而减小，所以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．
（6）请你补充两组简单易行的实验方案，证明此周期另外两种主族元素性质的递变规律．
（7）本周期单核离子半径最小的粒子的符号是Al ³⁺．

Answer 1

分析 （1）实验目的为同周期元素性质递变规律；
（2）根据实验步骤来选择所需的实验仪器；
（3）金属的金属性越强，其单质与酸或水反应越剧烈，氢氧化铝能溶于强碱NaOH溶液生成可溶性的偏铝酸钠，硫化钠能被氯气氧化；
（4）元素的金属性越强，金属与水或与酸反应的剧烈程度，其最高价氧化物的水化物的碱性越强；非金属的非金属性越强，其单质的氧化性越强；
（5）同周期由左向右原子半径逐渐减小，核电核数逐渐增大，则原子核对核外电子的吸引能力逐渐增强即失电子能力减弱，得电子能力增强；
（6）元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，强酸能和弱酸盐反应生成弱酸；
（7）本周期单核离子半径最小的粒子是铝离子．

解答 解：（1）根据题意“某同学做同周期元素性质递变规律实验时”以及所做实验可以判断，本实验的实验目的是：验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律．
故答案为：验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律；
（2）根据每个实验过程可知，这些实验要用到的仪器有：试管、酒精灯、镊子、小刀、玻璃片、胶头滴管等；
故答案为：试管、酒精灯、镊子、小刀、玻璃片、胶头滴管等；
（3）根据元素周期表第三周期元素的排列顺序，可确定实验操作顺序和相关的实验现象等（如下表）．

实验方案	实验现象	有关化学方程式
3	A	2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
1	B	Mg+2H2O═Mg（OH）2+H2↑
4	D	Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
5	C	2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
6	E	AlCl3+3NaOH═Al（OH）3↓+3NaCl Al（OH）3+NaOH═NaAlO2+2H2O
2	F	H2S+Cl2═2HCl+S↓

（4）根据实验①③，说明与水反应时钠比镁剧烈，即钠的金属性比镁强．根据④⑤，说明与同浓度的盐酸反应，铝比镁剧烈，即铝的金属性比镁强．⑥说明氢氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应，即氢氧化铝既有酸性又有碱性，因此铝既有金属性又有非金属性．由以上分析第三周期，金属元素的金属性由强到弱的顺序是：Na＞Mg＞Al，即同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱；
故答案为；金属性：Na＞Mg＞Al，非金属性：Cl＞S；
（5）Na、Mg、Al、S、Cl，原子核外都有三个电子层，但原子半径随电子数增多而减小，所以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；
故答案为：Na、Mg、Al、S、Cl原子半径随电子数增多而减小，所以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；
（6）可向硅酸钠溶液中滴加磷酸，有白色胶状沉淀产生，表明磷酸酸性比硅酸酸性强，则磷的非金属性比硅强．
故答案为：可向硅酸钠溶液中滴加磷酸，观察是否有白色胶状沉淀产生；
（7）第三周期元素，其原子先失电子后得电子，电子层数越多其离子半径越大，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，所以第三周期元素中离子半径最小的是Al ³⁺，
故答案为：Al ³⁺．

点评 本题考查性质实验方案设计，为高频考点，侧重考查学生实验操作、实验观察及实验设计能力，明确实验原理、物质性质及其递变规律是解本题关键，熟练掌握第三周期元素周期律并灵活运用，题目难度不大．