Question

某同學做同主族元素性質相似性、遞變性實驗時，自己設計了一套實驗方案，并記錄了有關實驗現(xiàn)象（見下表，表中的“實驗步驟”與“實驗現(xiàn)象”前后不一定是對應關系）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①將氯水滴加到NaBr溶液中，振蕩后再加入適量CCl4，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到冷水中	B、分層，上層無色，下層紫紅色
③將溴水滴加到NaI溶液中，振蕩后再加入適量 CCl4，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，下層橙紅色

請你幫助該同學整理并完成實驗報告．
（1）實驗目的：

探究同主族元素性質的相似性和遞變性

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（2）實驗內容（填寫與實驗步驟對應的實驗現(xiàn)象的標號和化學方程式）

實驗內容	實驗現(xiàn)象	化學方程式
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）實驗結論：

同主族元素性質相似，且從上到下，元素失電子能力增強，得電子能力減弱

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（4）請用原子結構的知識簡單解釋上述結論：

由于同主族元素原子最外層電子數相同，所以同主族元素性質具有相似性．同主族元素從上到下，電子層數增加，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．

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Answer 1

分析：（1）依據題干信息結合實驗過程和現(xiàn)象可知是研究同主族元素性質的遞變規(guī)律；
（2）依據實驗步驟和實驗現(xiàn)象，結合物質性質和反應現(xiàn)象進行對應，寫出反應的化學方程式；
（3）分析金屬和非金屬反應的產物和劇烈程度，結合金屬性和非金屬性強弱的判斷依據分析判斷，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；
（4）原子結構分析同主族遞變規(guī)律，最外層電子數相同，化學性質相似，電子層數依次增多，原子半徑依據增，失電子能力增強，得到電子能力減弱．

解答：解：（1）依據某同學做同主族元素性質相似性、遞變性實驗時，自己設計了一套實驗方案，結合實驗過程和實驗現(xiàn)象可知實驗目的是探究同主族元素性質的相似性和遞變性，
故答案為：探究同主族元素性質的相似性和遞變性；
（2）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，反應的化學方程式為 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，反應為2K+2H₂O═2KOH+H₂↑，
故答案為：

實驗內容	實驗現(xiàn)象	化學方程式
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）鈉和鉀都與水反應，但反應劇烈程度不同，鉀比鈉活潑；氯、溴、碘同屬于同主族元素，實驗的反應和現(xiàn)象可知，氯氣置換出溴單質，溴單質可以置換出碘單質，說明氧化性氯氣大于溴單質大于碘單質，證明化學性質相似，但存在不同，同主族元素性質相似，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：同主族元素性質相似，且從上到下，元素失電子能力增強，得電子能力減弱；
（4）由于同主族元素原子最外層電子數相同，所以同主族元素性質具有相似性．同主族元素從上到下，電子層數增加，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相同，所以同主族元素性質具有相似性．同主族元素從上到下，電子層數增加，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．

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