高中化学人教版 选修3物质结构 实验手册Word文档格式.docx
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最高价氧化物对应
水化物的酸碱性
酸性增强
碱性减弱
酸性减弱
碱性增强
非金属气态氢化物
气态氢化物形成由难到易，稳定性逐渐增强
气态氢化物形成由易到难，稳定性的形成和热稳定性逐渐减弱
2．理解周期性变化的成因
元素性质的周期性变化是由原子结构的周期性变化引起的。
因此，解释元素性质的周期性变化必须从原子结构着手。
以原子半径的周期性变化为例：
（1）同周期主族元素原子半径的周期性变化
影响原子半径大小的因素有两个：
一是电子的能层数，二是核电荷数，这两个因素是相反的。
同周期主族元素从左到右，核电荷数逐渐增大，原子核对核外电子的引力逐渐增大，使原子的半径有变小的趋势；
同时，新增加的电子使电子之问的排斥力增大，使原子的半径有变大的趋势。
在同周期元素中，核电荷数的增加占了主导地位，故在同一周期中从左到右原子半径逐渐变小。
（2）同主族元素原子半径的周期性变化
在同一主族中，从上到下，核电荷数的增加，使原子半径有变小的趋势；
同时，新增加的电子使原子的半径有变大的趋势。
在同主族元素中，电子数的增加占了主导地位，致使从上到下原子半径递增。
二.实验用品
1．仪器：
锥形瓶、烧杯、漏斗、玻璃棒、导管、橡皮塞、滤纸。
2．试剂：
氨水、食盐、二氧化碳。
【实验方案】
一、同周期元素的性质
实验步骤
实验现象
结论：
解释或化学方程式
1．将镁条和铝条用砂纸打磨后，分别放人沸水中，并滴加酚酞；
2．向新制的得的Na2S溶液中滴加少量饱和氯水。
二、同主族元素的性质
结论、解释或化学方程式
1．在烧杯中加入一些水，滴人几滴酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中；
2．在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钾放入水中；
3．将少量新制的饱和氯水加入NaBr溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。
4．将少量溴水加入KI溶液的试管中，用力振荡后加人少量四氯化碳，振荡、静置。
【注意事项】
1．取用钠、钾要用镊子，切不可用手接触，未用完的金属钠、钾要放回试剂瓶。
吸过煤油的滤纸要妥善处理，切勿乱扔。
2．钠块和钾块不要取太大，以免发生危险，以绿豆大小为宜。
3．实验前要用砂纸仔细打磨镁条和铝箔（或在酸中处理后，用水洗净），除去表面的氧化膜。
4．钠、钾与水的反应卖验中要用玻璃片或塑料片盖住烧杯口，以防止反应时钠块、钾块、液体飞溅伤人。
5．饱和氯水容易挥发出氯气，从而造成污染，使用时取用量要少。
【实验交流】
1．从原子结构的角度分析同周期元素和同主族元素性质的变化规律?
2．元素的电负性和元素的金属性和非金属性有什么关系?
3．元素的电离能和元素的金属性和非金属性有什么关系?
4．为什么电负性可以度量金属性与非金属性的强弱?
5．元素的电负性有哪些应用?
6．元素的电离能有哪些应用?
7．同周期元素从左到右元素的电离能逐渐增大，为什么B的第一电离能反而比Be小？
8．同周期元素从左到右元素的电离能逐渐增大，氧的第一电离能为什么反而比氮的第一电离能小?
9．为什么原子的逐级电离能越来越大?
【课外拓展】
【巩固练习】
一.选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．下列关于碱金属的电子结构和性质的叙述中不正确的是（）
A．碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失去
B．都是强还原剂
C．都能在O2中燃烧生成过氧化物
D．都能与水反应生成碱
2．氟、氯、溴、碘四种元素，它们的下列性质的递变规律不正确的是（）
A．单质密度依次增大
B．单质的熔沸点依次升高
C．Cl2可以从KBr溶液置换出Br2
D．F2可以从NaCl溶液中还原出Cl2
3.关于元素周期表，下列叙述中不正确的是（）
A．在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素
B．在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀的元素
C．在非金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素
D．相对原子质量较大的元素在地壳中含量较大
4．上图为元素周期表截取的短周期的一部分，即
。
四种元素均为非稀
有气体元素。
下列关于这四种元素及其化合物的说法中正确的是（）
A．原子半径：
W>
Z>
Y>
X
B．气态氢化物的稳定性：
X>
Y
C．W的最高正化合价与负化合价的绝对值可能相等
D．Z的最高价氧化物的水化物可能为强碱
5．运用元素周期律分析下面的推断正确的是（）
A．铍（Be）是一种轻金属，它的氧化物的水化物可能具有两性
B．砹单质是一种有色固体，砹化氢很不稳定，砹化银是难溶于水的白色沉淀
C．硫酸锶难溶于水，但易溶于盐酸
D．硒化氢是无色、有毒、比硫化氢稳定的气体
6．已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、
E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。
下列说法正确的是（）
A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态
B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不能发生反应
C．C、D、E的半径：
C＞D＞E
D．化合物AE与CE具有相同类型的化学键
7．短周期元素X、Y可以形成化合物XY2，下列有关叙述不正确的是（）
A．若XY2是共价化合物，则X与Y的原子序数可能相差1
B．若XY2是离子化合物，则X与Y的原子序数可能相差8
C．若X与Y的原子序数相差5，则离子化合物XY2中X的离子半径比Y离子半径小
D．若X与Y的原子序数相差6，则共价化合物XY2可溶于强碱溶液
8．根据元素周期表和元素周期律，下列推断中错误的是（）
A．砹是一种有色固体，它的气态氢化物很不稳定
B．F2与水反应比Cl2与水反应剧烈
C．铷的硫酸盐易溶解于水，其氢氧化物一定是弱碱
D．氯化氢比溴化氢稳定，HClO4酸性强于HBrO4
9．同一周期X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应水化物的酸性是：
HXO4>
H2YO4>
H3ZO4，则下列判断错误的是（）
X>
Y>
ZB．气态氢化物的稳定性：
HX>
H2Y>
ZH3
C．非金属性：
ZD．阴离子的还原性：
Z3->
Y2->
X-
10．右表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是（）
A．常压下五种元素的单质中，Z单质的沸点最高
B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C．W的氢化物的沸点比X的氢化物的沸点高
D．Y元素的非金属性比W元素的非金属性强
二.填空题
11．某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。
甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究；
乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。
A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。
已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。
（1）甲同学设计实验的依据是_____________________________________________；
写出选用物质的名称：
A____________，B__________，C____________；
上述反应的离子方程式分别为________________________________
（2）乙同学的实验原理是_________________。
写出B处的离子方程式：
___________________________________________________。
12．用图所示装置进行实验，将A逐滴加入B中；
（1）若A为浓硫酸，B为第三周期金属元素的片状单质，
其在常温下难与水反应；
C为品红溶液，实验中观察到溶液
褪色，则B是___________（写化学式），B与浓H2SO4反应
的化学方程式为______________；
反应后往烧杯中加入
沸水，又可观察到试管C中的现象为_____________。
（2）若B为Na2CO3，C为C6H5ONa溶液，实验中观察到小试管内溶液变浑浊，则酸A应具有的性质是_________。
然后往烧杯中加入沸水，可观察到试管C中的现象是_____________________。
（3）若B是生石灰，实验中观察到C溶液先形成沉淀，然后沉淀溶解，当溶液恰好澄清时，关闭E，然后往烧杯中加入热水，静置片刻，观察到试管壁出现光亮的银镜，则A是__________（写名称），C是__________（写化学式）与葡萄糖的混合液。
该反应的离子方程式为___________，仪器D在此实验中的作用是____________。
13．动手实践：
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（见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系）。
①将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；
再向溶液中滴加酚酞溶液
A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，
发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
②向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水
B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中
C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将镁条投入稀盐酸中
D．反应不十分剧烈；
产生无色气体。
⑤将铝条投入稀盐酸中
E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量
F．生成淡黄色沉锭。
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：
研究元素性质递变规律。
（2）实验用品：
试剂：
金属钠，镁条，铝条，稀盐酸，新制氯水，新制Na2S溶液，AlC13
溶液，NaOH溶液，酚酞溶液等。
仪器：
①，②，③，试管夹，胶头滴管，镊子，
小刀，玻璃片，砂纸，火柴等。
（3）实验内容：
（填写与实验步骤对应的实验现象的编号和①②的化学方程式及此实验的结论）
实验内容
①
②
③
④
⑤
⑥
实验现象（填A～F）
①，
②，
此实验的结论：
。
【实验目的】
1．了解配合物的组成、命名和某些性质。
2．能说明简单配合物的成键情况。
1．配位键
共享电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共享的共价键叫做配位键。
（是一类特殊的共价键）
2．配位化合物
通常把金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。
3．配合物的组成
（1）配位体（简称配体）：
配位体是含有孤对电子的分子或离子，如NH3、H2O和C1-、Br-、I-、CN-等。
配位体中具有孤对电子的原子，在形成配位键时，称为配体原子。
N、O、P、S及卤素原子或离子常作配位原子。
（2）中心离子：
中心离子也有称为配合物形成体的，一般是金属离子，特别是过渡金属离子。
但也有中性原子做配合物形成体的。
（3）配位数：
直接同中心原子（或离子）配位的配位原子的数目，为该中心原子（或离子）的配位数。
一般中心原子（或离子）的配位数是乏，4，6，8。
在计算中心离子的配位数时，一般是先在配离子中确定中心离子和配位体，接着找出配位原子的数目。
4．配合物的命名
命名顺序（自右向左）：
配位体数（即配位体右下角的数字）——配位体名称——“合”字或“络”字——中心离子的名称——中心离子的化合价。
1．仪器：
试管、烧杯、胶头滴管。
CuSO4、CuCl2·
2H2O、CuBr2、NaCl、K2SO4、KBr晶体以及0.1mol/L硫酸铜溶液、2mol/LNH3·
H2O氨水、无水乙醇、10%氯化铁溶液、5%硫氰化钾溶液0.1mol/LBaCl2溶液、1mol/LNaF溶液、2mol/LNa2S溶液。
1.四水合铜离子的生成及性质
实验操作
实验结论和解释
将下列少量固体溶于足量的水，观察实验现象。
CuSO4②CuCl2·
2H2O
白色绿色
③CuBr2④NaCl
深褐色白色
K2SO4
KBr
白色白色
实验证明，呈天蓝色的物质是离子，可表示为，叫。
在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学健是提供孤对电子对给予
，铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予一接受健”就是配位健。
2．四氨合铜离子的生成及性质
（1）向硫酸铜溶液里逐滴加入氨水，观察实验现象。
（2）继续添加氨水，观察实验现象。
（3）加入极性较小的溶剂
（1）观察到生成
。
（2）继续添加氨水，观察到
（3）加入乙醇，观察到析出
离子方程式为：
深蓝色都是由于存在。
它是Cu2+的另一种常见配离子，中心离子仍然是。
而配体是。
在[Cu（NH3）4]2+里，NH3分子的
给出孤对电子对，接受电子对，以配位键形成了[Cu（NH3）4]2+。
3.Fe3+离子的配合物
向盛有氯化铁溶液（或任何含Fe3+的溶液）的试管中滴加1滴硫氰化钾（KSCN）溶液，观
察实验现象。
看到试管里的颜色跟
的颜色极为相似。
这种颜色是
跟
离子形成的配离子。
4.配合物的稳定性
取一支试管加入5mL0.1mol/LCuSO4溶液，逐滴加入2mol/LNH3·
H2O溶液至过量（溶液变成深蓝色），然后逐滴加入0.1mol/LBaCl2溶液至不再有沉淀生成为止（注意不能过量），取上层清液滴加2mol/LNa2S溶液，
深蓝色溶液是，
含有的离子是
上层清液中加入Na2S溶液，生成了
取一支试管加入2mL10%FeCl3溶液，逐滴加入5%KSCN溶液，观察溶液颜色；
然后逐滴加入1mol/LNaF溶液，观察并记录现象。
溶液颜色
1．取用的药品和试剂的用量要少，液体取用1～2mL，固体盖满试管庭部，一是节约药品资源，二是增强实验现象。
2．用胶头滴管取用液体时，胶头滴管应垂直于试管口上方1～2cm处，不能仲入试管内，更不能接触试管，否则容易弄脏滴管而污染试剂。
3．FeCl3溶液与KSCN溶液的显色反应中，FeCl3溶液的浓度要稀、用量要少，否则不容易观察溶液的颜色变化。
4．向CuSO4溶液加入NH3·
H2O溶液至溶液变成深蓝色，然后加入BaCl2溶液时不能过量，以刚好沉淀为宜
1．“实验1”中天蓝色的物质是什么?
该物质是怎样形成的?
2．你是怎样推断出“实验1中的天蓝色物质?
3．“实验2”中深蓝色的物质是什么?
4．“实验2”中向深蓝色溶液中加入无水乙醇，析出的深蓝色晶体是什么?
为什么会析出深蓝色的晶体?
5．结合上述实验探究，对比H2O和NH3，哪一个分子和Cu2+形成的配位键强度更大?
[Cu（H2O）4]2+和[Cu（NH3）4]2+哪一个离子更稳定?
6．向“实验2”中深蓝色的4]2+溶液中加入过量浓盐酸，会观察到什么现象?
为什么?
（提示：
[Cu（H2O）4]2+呈蓝色而[CuCl4]2-呈黄色）?
7．结合上述实验探究，形成配合物对物质的性质有什么影响?
8．做铜丝在氯气中燃烧的实验中，生成的CuCl2溶于水，为什么有黄色和蓝色两种情况?
配合物的应用
配合物在生活的诸多方面有着重要的应用，近年来，配合物在治疗药物和排除金属中毒、金属配合物在治疗癌症方面越来越受到人们的关注，对于配合物的研究也越来越深入。
1．生物化学中的作用金属配合物在生物化学中具有广泛而重要的应用。
生物体中对各种生化反应起特殊作用的各种各样的酶，许多都含有复杂的金属配合物。
由于酶的催化作用，使得许多目前在实验室中尚无法实现的化学反应，在生物体内实现了。
生命体内的各种代谢作用、能量的转换、以及O2的输送，也与金属配合物有密切关系。
以Mg2+为中心的复杂配合物叶绿素，在进行光合作用时，将CO2、H2O合成为复杂的糖类，使太阳能转化为化学能加以贮存供生命之需。
使血液呈红色的血红素结构是以Fe2+为中心的复杂配合物，它与有机大分子球蛋白结合成一种蛋白质称为血红蛋白，氧合血红蛋白具有鲜红的颜色。
而血红蛋白本身是蓝色的。
这就解释了为什么动脉血呈鲜红色（含氧量高），而静脉血则带蓝色（含氧量低）。
某些分子或负离子，如CO或CN-，可以与血红蛋白形成比血红蛋白ŸO2更稳定的配合物，可以使血红蛋白中断输O2，造成组织缺O2而中毒，这就是煤气（含CO）及氰化物（含CN-）中毒的基本原理。
另外，人体生长和代谢必须的维生素B12是Co的配合物，起免疫等作用的血清蛋白是Cu和Zn的配合物；
植物固氮菌中的的固氮酶含Fe、Mo的配合物等。
目前，世界各国的科学界都在致力于这些配合物的组成、结构、性能和有关反应机理的研究，探索某些仿生新工艺，这显然是一个十分重要和倍受关注的科学研究领域。
2.抗癌金属配合物的研究
癌症是危害人类健康的一大顽症，专家预计癌症将成为人类的第一杀手。
化疗是治疗癌症的重要手段,但是其毒副作用较大,于是寻求高效、低毒的抗癌药物一直是人们孜孜以求、不懈努力的奋斗目标。
自1965年Rosenberg等人偶然发现顺铂具有抗癌活性以来,金属配合物的药用性引起了人们的广泛关注,开辟了金属配合物抗癌药物研究的新领域。
随着人们对金属配合物的药理作用认识的进一步深入,新的高效、低毒、具有抗癌活性的金属配合物不断被合成出来，其中包括某些新型铂配合物、有机锡配合物、有机锗配合物、茂钛衍生物、稀土配合物、多酸化合物等。
金属配合物作为抗癌药物虽有的已经应用于临床,并且显示出了较好的临床效果,但是大多数仍处于实验阶段,人们对它们的抗癌机理仍不是十分清楚。
随着人们对金属配合物的抗癌机理以及其构效关系的进一步认识,人们必将合成出更多的高效低毒的金属配合物,金属配合物的抗癌前景将更为广阔。
3.电镀工业中的应用
许多金属制件，常用电镀法镀上一层既耐腐蚀、又增加美观的Zn、Cu、Ni、Cr、Ag等金属。
在电镀时必须控制电镀液中的上述金属离子以很小的浓度，并使它在作为阴极的金属制件上源源不断地放电沉积，才能得到均匀、致密、光洁的镀层。
配合物能较好地达到此要求。
CN-可以与上述金属离子形成稳定性适度的配离子。
所以，电镀工业中曾长期采用氰配合物电镀液，但是，由于含氰废电镀液有剧毒、容易污染环境，造成公害。
近年来已逐步找到可代替氰化物作配位剂的焦磷酸盐、柠檬酸、氨三乙酸等，并已逐步建立无毒电镀新工艺。
4.配合物在化妆品中的应用
当今,化妆品在我国的使用日趋广泛,估计有数以亿计的人口长期使用。
作为以保护皮肤为目的的化妆品,必须具备优良的品质。
近年来,由于微量元素在诸多方面表现出的特殊功能,国内外许多学者已经注意到某些微量元素在化妆品中的重要作用。
微量元素进入化妆品,是通过与蛋白质、氨基酸,甚至脱氧核糖核酸连结而实现的,它代表了一种新型的化妆用品重要成分[1]。
当这些微量元素被配合时,其配合物更具有生物利用性,使产品更具调理性和润湿性,而且它们更易于被皮肤、头发和指甲吸收和利用,实现化妆品护肤美容的真实涵义。
目前,铜、铁、硅、硒、碘、铬和锗等七种微量元素在化妆品中的应用已经被许多国内外学者所肯定,而且逐渐为广大消费者所接受。
5.金属配合物药物
病毒是病原微生物中最小的一种，其核心是核酸,外壳是蛋白质,不具有细胞结构大多数病毒缺乏配系统,不能独立自营生活,必须依靠宿主的酶系统才能使其本身繁殖某些金属配合物有抗病毒的活性,病毒的核配和蛋白质均为配体,能与金属配合物作用,或占据细胞表面防止病毒的吸附,或防止病毒在细胞内的再生,从而阻止病毒的繁殖一些抗病毒的金属配合物。
环境污染,过量服用金属元素药物都能引起体内Cd、Cr、Pb、As等污染元素的积累和Fe、Cu、Zn、Ca等必需元素的过量,最终导致人体金属中毒。
目前，体内自身无法将有些有毒的金属离子转变为无毒形式排出体外现在体内过量金属元素的去除和解毒可用配体疗法,主要是选用能与有毒金属元素结合生成水溶性大的无毒配合物,从而从之自体内排出,常见的金属解毒剂。
除上述各领域外，在医药领域中，配合物已成为药物治疗的一个重要方面。
再如原子能、半导体、激光材料、太阳能储存等高科技领域，环境保护、印染、鞣革等部门也都与配合物有关。
配合物的研究与应用，无疑具有广阔的前景。
一.选择题（每小题只有一个正确答案）
1．下列不属于配离子的是（）
A．[Ag（NH3）2]+B．[Cu（CN）4]2－
C．Fe（SCN）63－D．MnO4－
2.下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是（）
A.配位化合物中必定存在配位键
B.配位化合物中只有配位键
C.[Cu（H2O）6]2+中的Cu2+提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤对电子形成配位键
D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用。
3．在[Pt（NH3）4]Cl2中Pt2+离子的配位数是
A．1个B．2个C．4个D．6个
4．向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，下列关于实验现象的叙述不正确的是（ ）
A．先生成白色沉淀，加入足量氨水后沉淀消失
B．生成的沉淀为AgCl，它不溶于水，但溶于氨水，重新电离成Ag＋和Cl－
C．生成的
升级会员 