高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1章 原子结构 元素周期律本章综合与测试复习ppt课件

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以铝土矿的提纯为背景,复习元素周期律
【知识体系构建】一、原子结构
二、元素周期律和元素周期表
【主题互动探究】　铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。其中铝元素为13号元素,铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾石等等。工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取冶炼铝的原料氧化铝。一般情况下会采用如下两种方式:
(1)铝土矿的主要成分中含有哪些元素?简述这些元素在周期表中的位置。提示:一共含有5种元素,分别为Al元素位于元素周期表第3周期第ⅢA族,Si元素位于元素周期表第3周期第ⅣA族,Mg元素位于元素周期表第3周期第ⅡA族,O元素位于元素周期表第2周期第ⅥA族,Fe元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族。
(2)铝土矿的主要成分为四种氧化物,简述这四种氧化物的分类。提示:从组成角度Al2O3、Fe2O3、MgO属于金属氧化物,而SiO2属于非金属氧化物。从性质角度Al2O3属于两性氧化物,Fe2O3、MgO属于碱性氧化物,SiO2属于酸性氧化物。
(3)从流程中可以得出Al2O3、Al(OH)3既能与硫酸反应,又能与NaOH溶液反应,从原子结构角度解释原因。提示:金属铝位于元素周期表金属和非金属的分界线附近,单质的金属性较弱,具有一定的非金属性,从而导致Al2O3、Al(OH)3既能与酸反应,又能与碱溶液反应。
(4)滤液A中滴加过量NaOH溶液的过程中,能否说明Na、Mg、Al三种元素原子的失电子能力大小顺序?简述理由。提示:滤液A中含有Mg2+、Al3+,向溶液中加入过量的NaOH溶液时生成了Mg(OH)2沉淀,而Al元素形成了Na[Al(OH)4],因此可以推出NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,因此可以说明Na、Mg、Al三种元素原子的失电子能力大小顺序为Na>Mg>Al。
(5)滤液C中滴加过量硫酸时为什么会产生H2SiO3沉淀,从元素周期律角度阐述理由。提示:由于Si与S同位于元素周期表中的第3周期,根据元素周期律可以得知二者原子的得电子能力为S>Si,因此其最高价氧化物对应水化物的酸性顺序为H2SO4>H2SiO3。滤液C中含有Si ,根据强酸制弱酸原理,因此向滤液C中加入稀硫酸时会生成H2SiO3沉淀。
(6)Si、C、S是三种重要的非金属元素,请从原子结构角度阐述这三种元素原子的得电子能力强弱顺序,并设计一个实验进行证明。提示:Si、C、S三种元素在元素周期表中的相对位置 ,其中C和Si的最外层电子数相同,Si的电子层数为3而碳的电子层数为2,因此C的得电子能力大于Si;Si和S的电子层数相同,而Si的质子数为14,S的质子数为16,因此得电子能力S>Si。因此三种元素的得电子能力为S>C>Si。可以根据强酸制弱酸的原理证明H2SO4>H2CO3>H2SiO3。因此可以设计如下实验:
装置a中所盛溶液是稀硫酸,装置c中所盛溶液是Na2CO3溶液,装置d中所盛溶液是Na2SiO3溶液。
1.(2020·日照高一检测)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,原子序数之和为48。下列说法不正确的是(　　)A.原子半径(r)大小比较r(X)>r(Y)B.X和W可形成共价化合物XW3C.W的非金属性比Z的强,所以W氢化物的沸点比Z的高D.Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
【解析】选C。根据题图中各元素在周期表中的位置及原子序数之和为48,可推断X为N、Y为O、Z为S、W为Cl。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故r(N)>r(O),A项正确;根据N和Cl的最外层电子数可推断,N和Cl可形成共价化合物NCl3,B项正确;沸点:HClO2-,D项正确。
2.(2020·成都高一检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是(　　)A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期
【解析】选C。由题意知,W为氮,X为氧,Y为钠,Z为硫。同周期元素从左至右,简单氢化物的热稳定性逐渐增强,H2O的热稳定性比NH3的强,A项正确;氧离子(O2-)和钠离子(Na+)核外都有10个电子,B项正确;钠和硫形成的化合物为硫化钠,它是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,能使红色石蕊试纸变蓝色,不能使蓝色石蕊试纸变色,C项错误;氧、硫位于同主族,钠与硫位于第3周期,D项正确。
3.(双选)(2020·丰台区高一检测)铬可用于制造不锈钢、汽车零件、工具、磁带和录像带等。铬的金属性位于锌和铁之间,根据元素周期律的知识,下列有关铬的性质说法不正确的是(　　)A.铬与冷水能发生剧烈反应B.Cr(OH)3的碱性比NaOH的强C.高温条件下,Al能与Cr2O3反应置换出CrD.铬能与稀盐酸发生反应
【解析】选A、B。锌和铁与冷水不能反应,则铬与冷水也不反应,A错误;NaOH为强碱,Cr(OH)3的碱性比氢氧化锌弱,为弱碱,则Cr(OH)3的碱性比NaOH的弱,B错误;高温条件下,铬的金属性比锌弱,Al能与Cr2O3反应置换出Cr,C正确;铬的金属性比铁强,铬能与稀盐酸发生反应,D正确。
【加固训练】　　(2020·银川高一检测)Rb为第5周期的碱金属元素,下列有关Rb及其化合物的性质描述不正确的是(　　)A.Rb在常温下跟水反应比钠跟水反应剧烈B.Rb2CO3易溶于水C.Rb的原子半径比K大D.RbOH有两性,能与NaOH反应
【解析】选D。同主族元素,随原子序数递增,原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,A、C项正确;碱金属元素的碳酸盐易溶于水,B项正确;同主族元素从上到下,其氢氧化物的碱性逐渐增强,NaOH为强碱,则RbOH的碱性比NaOH还强,D项错误。
4.(改编)1869年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表,到现在形成的周期表经过了众多化学家的艰辛努力。元素周期表体现了元素位构性之间的关系,揭示了元素间的内在联系。如图是元素周期表的一部分,回答下列问题。
(1)元素Ga在元素周期表中的位置为第____________周期第________族。 (2)Sn的最高正价为________,Cl的最高价氧化物对应水化物的化学式为________,Bi的最高价氧化物为________。 (3)根据元素周期律,推断:①阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是________元素(填元素符号)。 ②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱:H3AsO4________H2SeO4(填“>”“”“”“