第3课时 预测元素及其化合物的性质
课程标准 1.科学探究 设计实验方案，探究同主族元素1.能根据学过的一些典型元素的性质预测同主族其他元素的性质。 2.了解元素周期表的应用。 性质的递变规律。 2.证据推理 根据元素周期表和元素周期律预测和探究新元素，寻找各种新型材料。 预测硅及其化合物的性质
1．可以从元素在元素周期表中的位置、原子结构、元素性质三个角度认识元素。 2．从同主族和同周期相邻元素的性质预测硅的性质
(1)碳和硅都属于ⅣA族元素，按照同主族元素性质变化规律，硅和碳的最外层电子数都是4，都是非金属元素，硅的原子半径比碳的原子半径大，得电子能力比碳弱，非金属性比碳弱。
(2)硅和磷都是第3周期元素，电子层数相同，硅的最外层电子数比磷少，原子半径比磷大，得电子能力比磷弱，非金属性比磷弱。
3．硅单质及其重要化合物 (1)硅单质 在元素周期 表中的位置 元素在自然界中 的存在形式 物理性质 用途 第3周期ⅣA族 核心素养 只有化合态 晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高 晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池 硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
(2)二氧化硅
物质 化学式 物理性质 与水反应 与C反应 化 学 性 质 与碱性氧 化物反应 主要用途 (3)硅酸(H2SiO3) 与盐反应 与氢氟 酸反应 与碱(NaOH) 反应 二氧化硅 SiO2 熔、沸点高，不溶于水 不反应 SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 该反应曾用于刻蚀玻璃 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 盛碱液的试剂瓶要用橡胶塞 SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑ SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑ SiO2＋CaO=====CaSiO3 制造光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品 高温高温高温高温
(4)硅酸钠(Na2SiO3)
①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。 ②与酸性较强的酸反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 (5)硅酸盐与无机非金属材料
硅酸盐是由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐材料(如陶瓷、玻璃、水泥等)是无机非金属材料的主要分支之一，有着悠久的历史。随着信息科学、能源技术、航天技术、生物工程等现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、生物陶瓷和压电陶瓷等，相继被研制出来。
1．判断正误
(1)晶体硅的结构和金刚石类似，熔点高。( ) (2)太阳能电池可以采用硅材料制作。( )
(3)SiO2是制作半导体的材料，Si是制作光纤的材料。( )
(4)Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，往其中通入CO2有沉淀产生。( ) (5)水泥、玻璃、陶瓷、氮化硅都是传统无机非金属材料。( ) (6)氢氟酸不能存放在玻璃瓶中，要用塑料瓶存放。( ) 答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√
2．在一定条件下，下列物质与硅、二氧化硅均不反应的是( ) A．氢氟酸 C．烧碱
B．浓硫酸 D．氟气
解析：选B。A项，Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；C项，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；D项，Si＋2F2===SiF4。
3．下列关于SiO2和CO2的说法不正确的是( ) A．SiO2的沸点比CO2高
B．CO2与SiO2化学式虽然相似，但CO2与SiO2的物理性质有很大区别 C．CO2和SiO2均能和水反应生成相应的酸
D．CO2和SiO2均能与氢氧化钠溶液反应生成相应的盐和水
解析：选C。由常温下二氧化硅为固体，而二氧化碳为气体可知A项正确；由CO2与SiO2的状态可知B项正确；CO2可溶于水生成H2CO3，但SiO2不溶于水也不与水反应，C项错误。
元素周期表的其他应用
1．科学预测
根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构，预测其主要性质，为研究物质结构、发现新元素、合成新物质等提供许多有价值的指导。
2．在生产上的某些应用 将下面左右两侧对应内容连线：
答案：①—c ②—a ③—b
元素“位”“构”“性”之间的关系
1．结构与位置的关系 (1)电子层数＝周期序数； (2)质子数＝原子序数；
(3)主族元素原子最外层电子数＝主族序数；
(4)主族元素的最高化合价＝主族序数，最低化合价＝主族序数－8(一般规律)。 2．位置与性质的关系
(1)同周期主族元素从左到右，元素金属性减弱，非金属性增强。 (2)同主族元素从上到下，元素金属性增强，非金属性减弱。 (3)元素的化合价与元素所在主族的规律性
①元素的最高正价与最低负价的代数和为0，则该元素位于ⅣA族。 ②元素的最高正价与最低负价的代数和为2，则该元素位于ⅤA族。 ③元素的最高正价与最低负价的代数和为4，则该元素位于ⅥA族。 ④元素的最高正价与最低负价的代数和为6，则该元素位于ⅦA族。 3．结构与性质的关系
反应中易大于4元素原子的最小于4反应中易
←――――→
得电子外层电子数失电子原子最外原子最外
易失电子元素在易得电子
层电子数←―― ――→层电子数
反应中
小于4大于4
1．(2019·上海华师大二附中高一期末)要开发新型催化剂材料，可以从元素周期表的
哪块区域寻找( )
A．主族元素 B．副族元素 C．ⅠA族元素
D．金属元素与非金属元素的分界线附近 答案：B
2．铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一，与铝同族，位于第6周期。Tl3与Ag在酸性介质中发生反应：Tl3＋2Ag===Tl＋2Ag。下列推断正确的是( )
A．Tl的最外层有1个电子 B．Tl3的氧化性比Al3弱
C．Tl能形成＋3价和＋1价的化合物 D．Tl的还原性比Ag强
解析：选C。A.Tl与Al同族，即Tl在第ⅢA族，其原子最外层有3个电子，＋1价阳离子最外层有2个电子，即Tl＋最外层有2个电子。B.由Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋可知，Tl3＋能将Ag氧化，而Al3＋则不能，故Tl3＋比Al3＋氧化性强。C.Tl在第ⅢA族，其最高正化合价为＋3价，从Tl＋来看Tl元素有＋1价，则Tl能形成＋3价和＋1价的化合物。D.在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物强，在Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋中，Ag是还原剂，Tl＋是还原产物，则Tl＋的还原性比Ag弱。
3．如图为周期表中短周期的一部分。已知a原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，下列说法中不正确的是( )
a d b c ＋＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
A.元素a的最高价氧化物对应水化物的酸性比b的弱 B．元素a的原子半径比d的大
C．元素a的单质在空气中燃烧会导致温室效应 D．元素a的单质是一种良好的半导体材料
解析：选C。由元素在短周期中的位置可知d处于第2周期，a、b、c处于第3周期，a原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，则最外层电子数为4，故a为Si，可推知b为P、c为S、d为N。同周期主族元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，则元素b的最高价氧化物对应水化物的酸性比a的强，A正确；同周期主族元素自左而右原子半径逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，故元
(新教材)2019-2020学年鲁科版化学必修第二册素养突破学案：1.3 第3课时 预测元素及其化合物的性质 Word
