Question

某同學(xué)做同主族元素性質(zhì)相似性、遞變性實驗時，自己設(shè)計了一套實驗方案，并記錄了有關(guān)實驗現(xiàn)象（見下表，表中的“實驗方案”與“實驗現(xiàn)象”前后不一定是對應(yīng)關(guān)系）．
實驗方案實驗現(xiàn)象
①將氯水滴加到溴化鈉溶液中，振蕩后加入適量CCl₄溶液，振蕩，靜置A．浮在水面上，熔成小球，不定向移動，隨之消失
②將一小塊金屬鈉放入冷水中B．分層，上層無色，下層紫色
③將溴水滴加到NaI溶液中，振蕩后，再加入適量CCl₄，再振蕩，靜置C．浮在水面上，熔成小球，不定向移動，并伴有輕微的爆炸聲，很快消失
④將一小塊金屬鉀放入冷水中D．分層，上層無色，下層橙色
請你幫助該同學(xué)整理并完成實驗報告．
（1）【實驗?zāi)康摹浚?!--BA-->

 

．
（2）【實驗用品】
①試劑：金屬鈉、金屬鉀、新制氯水、溴水、0.1mol?L^-1 NaBr溶液、0.1mol?L^-1 NaI溶液、CCl₄等．
②儀器：

 

、

 

、鑷子、小刀、玻璃片等．
（3）【實驗內(nèi)容】（填寫與實驗方案對應(yīng)的實驗現(xiàn)象的標(biāo)號和化學(xué)方程式）：

實驗方案

實驗現(xiàn)象

化學(xué)方程式

①

②

③

④

（4）【實驗結(jié)論】：

 

．
（5）請用原子結(jié)構(gòu)的知識簡單解釋上述實驗結(jié)論

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)題干信息結(jié)合實驗過程和現(xiàn)象可知是研究同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律；
（2）根據(jù)實驗條件和實驗藥品的性質(zhì)判斷所需儀器；
（3）依據(jù)實驗步驟和實驗現(xiàn)象，結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象進行對應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）分析金屬和非金屬反應(yīng)的產(chǎn)物和劇烈程度，結(jié)合金屬性和非金屬性強弱的判斷依據(jù)分析判斷，同主族從上到下失電子能力依次增強，得電子能力依次減弱；
（5）原子結(jié)構(gòu)分析同主族遞變規(guī)律，最外層電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)相似，電子層數(shù)依次增多，原子半徑依據(jù)增，失電子能力增強，得到電子能力減弱．

解答：解：（1）依據(jù)某同學(xué)做同主族元素性質(zhì)相似性、遞變性實驗時，自己設(shè)計了一套實驗方案，結(jié)合實驗過程和實驗現(xiàn)象可知實驗?zāi)康氖翘骄客�主族元素性質(zhì)的相似性和遞變性，
故答案為：探究同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變性；
（2）該試驗涉及滴加溶液，則需膠頭滴管，實驗過程中離不開試管，
故答案為：試管、膠頭滴管；
（3）①將氯水滴加到NaBr溶液中，振蕩后再加入適量CCl₄，振蕩，靜置，D、分層，上層無色，下層橙紅色，反應(yīng)為Cl₂+2NaBr═2NaCl+Br₂；
 ②將一小塊金屬鈉放入到冷水中，A、浮在水面上，熔成小球，不定向移動，隨之消失，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑；
③將溴水滴加到NaI溶液中，振蕩后再加入適量 CCl₄，振蕩，靜置，B、分層，上層無色，下層紫紅色，反應(yīng)為 Br₂+2NaI═2NaBr+I₂；
④將一小塊金屬鉀放入冷水中，C、浮在水面上，熔成小球，不定向移動，并伴有輕微的爆炸聲，很快消失，反應(yīng)為2K+2H₂O═2KOH+H₂↑，
故答案為：

實驗內(nèi)容	實驗現(xiàn)象	化學(xué)方程式
①	D	Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2
②	A	2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
③	B	Br2+2NaI═2NaBr+I2
④	C	2K+2H2O═2KOH+H2

（4）鈉和鉀都與水反應(yīng)，但反應(yīng)劇烈程度不同，鉀比鈉活潑；氯、溴、碘同屬于同主族元素，實驗的反應(yīng)和現(xiàn)象可知，氯氣置換出溴單質(zhì)，溴單質(zhì)可以置換出碘單質(zhì)，說明氧化性氯氣大于溴單質(zhì)大于碘單質(zhì)，證明化學(xué)性質(zhì)相似，但存在不同，同主族元素性質(zhì)相似，且從上到下，元素失電子能力增強，得電子能力減弱，
故答案為：同主族元素性質(zhì)相似；自上而下元素原子失電子能力增強，得電子能力減弱；
（5）由于同主族元素原子最外層電子數(shù)相同，所以同主族元素性質(zhì)具有相似性．同主族元素從上到下，電子層數(shù)增加，原子半徑增大，原子核對最外最外層電子引力變小，失電子能力增強，得電子能力減弱，
故答案為：由于同主族元素原子最外層電子數(shù)相同，所以同主族元素性質(zhì)相似．又由于隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力減弱，所以元素原子得電子能力減弱，失電子能力增強．

點評：本題考查了同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的性質(zhì)實驗設(shè)計和驗證，題目難度中等，注意掌握金屬失電子、非金屬得到電子的能力強弱比較方法和反應(yīng)現(xiàn)象判斷．