Question

某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象（见下表，表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系）

实验步骤	实验现象
①将氯水滴加到NaBr溶液中，振荡后再加入适量CCl4，振荡，静置	A、浮在水面上，熔成小球，不定向移动，随之消失
②将一小块金属钠放入到冷水中	B、分层，上层无色，下层紫红色
③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡后再加入适量 CCl4，振荡，静置	C、浮在水面上，熔成小球，不定向移动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失
④将一小块金属钾放入冷水中	D、分层，上层无色，下层橙红色

请你帮助该同学整理并完成实验报告．
（1）实验目的：

探究同主族元素性质的相似性和递变性

．
（2）实验内容（填写与实验步骤对应的实验现象的标号和化学方程式）

实验内容	实验现象	化学方程式
①	D	Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2
②	A	2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
③	B	Br2+2NaI═2NaBr+I2
④	C	2K+2H2O═2KOH+H2

（3）实验结论：

同主族元素性质相似，且从上到下，元素失电子能力增强，得电子能力减弱

．
（4）请用原子结构的知识简单解释上述结论：

由于同主族元素原子最外层电子数相同，所以同主族元素性质具有相似性．同主族元素从上到下，电子层数增加，原子半径增大，原子核对最外最外层电子引力变小，失电子能力增强，得电子能力减弱．

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Answer 1

分析：（1）依据题干信息结合实验过程和现象可知是研究同主族元素性质的递变规律；
（2）依据实验步骤和实验现象，结合物质性质和反应现象进行对应，写出反应的化学方程式；
（3）分析金属和非金属反应的产物和剧烈程度，结合金属性和非金属性强弱的判断依据分析判断，同主族从上到下失电子能力依次增强，得电子能力依次减弱；
（4）原子结构分析同主族递变规律，最外层电子数相同，化学性质相似，电子层数依次增多，原子半径依据增，失电子能力增强，得到电子能力减弱．

解答：解：（1）依据某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，结合实验过程和实验现象可知实验目的是探究同主族元素性质的相似性和递变性，
故答案为：探究同主族元素性质的相似性和递变性；
（2）①将氯水滴加到NaBr溶液中，振荡后再加入适量CCl₄，振荡，静置，D、分层，上层无色，下层橙红色，反应为Cl₂+2NaBr═2NaCl+Br₂ ；
 ②将一小块金属钠放入到冷水中，A、浮在水面上，熔成小球，不定向移动，随之消失，反应的化学方程式为 2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑；
③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡后再加入适量 CCl₄，振荡，静置，B、分层，上层无色，下层紫红色，反应为 Br₂+2NaI═2NaBr+I₂ ；
④将一小块金属钾放入冷水中，C、浮在水面上，熔成小球，不定向移动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失，反应为2K+2H₂O═2KOH+H₂↑，
故答案为：

实验内容	实验现象	化学方程式
①	D	Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2
②	A	2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
③	B	Br2+2NaI═2NaBr+I2
④	C	2K+2H2O═2KOH+H2

（3）钠和钾都与水反应，但反应剧烈程度不同，钾比钠活泼；氯、溴、碘同属于同主族元素，实验的反应和现象可知，氯气置换出溴单质，溴单质可以置换出碘单质，说明氧化性氯气大于溴单质大于碘单质，证明化学性质相似，但存在不同，同主族元素性质相似，且从上到下，元素失电子能力增强，得电子能力减弱，
故答案为：同主族元素性质相似，且从上到下，元素失电子能力增强，得电子能力减弱；
（4）由于同主族元素原子最外层电子数相同，所以同主族元素性质具有相似性．同主族元素从上到下，电子层数增加，原子半径增大，原子核对最外最外层电子引力变小，失电子能力增强，得电子能力减弱，
故答案为：由于同主族元素原子最外层电子数相同，所以同主族元素性质具有相似性．同主族元素从上到下，电子层数增加，原子半径增大，原子核对最外最外层电子引力变小，失电子能力增强，得电子能力减弱．

点评：本题考查了同主族元素性质递变规律的性质实验设计和验证，金属失电子，非金属得到电子的能力强弱比较方法和反应现象判断，题目难度中等．