原子结构与元素的性质

4.1.3原子结构与元素的性质学习目标重难点1．通过以ⅠA的碱金属、ⅦA的卤族元素为例，探究认识同主族元素性质(金属性与非金属性)的递变规律，能用原子结构理论加以解释。2．通过比较、归纳、实验等方法预测同主族元素的相似性与递变性，能根据该规律模型进行元素性质推理的科学思想。3．通过完成碱金属和卤族元素性质的探究实验，能了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。重点：1．碱金属元素性质的相似性和递变性。2．卤族元素性质的相似性和递变性。难点：1．原子结构与碱金属元素性质的关系。2．原子结构与卤族元素性质的关系。知识01碱金属元素1．原子结构与元素性质的关系(1)金属元素：原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性。(2)非金属元素：原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。2．碱金属元素的结构碱金属元素包括(填名称及元素符号)：锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)等。(1)碱金属元素的结构比较元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm锂Li312钠Na1113钾K1914铷Rb3715铯Cs5516(23．碱金属单质的物理性质元素Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大)相同点除铯外，其余都呈银白色，它们都比较软，有延展性，密度较小，熔点较低，导电、导热性强递变规律密度逐渐增大(钠、钾反常)熔、沸点逐渐降低个性特点铯略带金属光泽；②锂的密度比煤油的小；③钠的密度比钾大4．碱金属单质的化学性质(1)碱金属单质与O2反应性质预测实验装置实验现象实验结论最外层都有1个电子，易失去而显还原性。能和非金属单质化合钠剧烈燃烧，有黄色火焰，生成淡黄色固体。钾比钠的燃烧更剧烈，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)2Na+O2Na2O2(钾与氧气反应生成KO2等更复杂氧化物)。金属的活泼性：K>Na(2)碱金属单质与水反应性质预测最外层都有1个电子，易失去而显还原性。可以置换出水中的氢实验装置实验现象相同点：金属浮在水面上；熔成闪亮的小球；小球不停游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声或着火燃烧实验结论2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2K+2H2O=2KOH+H2↑与水反应剧烈程度：K>Na；金属的活泼性：K>Na5．碱金属性质的递变规律及原因从Li→Cs，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去电子的能力逐渐增强，金属性逐渐增强。(2)碱金属单质的通性①碱金属单质具有硬度小、密度小、熔点低、沸点低的特点。②在碱金属中，随着元素原子核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐降低。③碱金属单质也有延展性，导电性、导热性也很好，液态钠可用作核反应堆的传热介质。1．相似性(1)取决于最外层电子排布的相同——最外层只有一个电子，易失去，化学性质活泼。(2)单质都具有较强的还原性，它们都能与氧气等非金属单质化合。(3)都能与水反应，碱金属与水反应的通式为2R+2H2O=2ROH+H2↑(R表示碱金属元素)。2．递变性(1)随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。(2)(3)与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。(4)与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸。(5)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强。1．铯的原子核外共有几个电子层?最外层电子数是多少?答：铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA族，故Cs原子核外共有6个电子层，最外层电子数为1。2．我们已经知道实验室中钠单质保存在煤油或石蜡油中,那么钾单质如何保存?答：钾的密度小于钠,故也可以保存在煤油或石蜡油中。3．根据钠和钾性质的差异,分析Li与氧气、水反应的剧烈程度大于还是小于Na?答：由钾、钠性质实验探究知碱金属的性质随原子序数的递增,金属性逐渐增强,故Li与氧气、水反应的剧烈程度小于Na。4．试比较Cs和Na的还原性，以及CsOH和NaOH的碱性强弱。答：Cs的还原性强于Na；CsOH的碱性强于NaOH。5．写出铯单质与水反应的化学方程式。根据铯在周期表中的位置，说明和钠与水反应相比哪个更剧烈。答：2Cs+2H2O=2CsOH+H2↑；铯与水反应更剧烈。6．根据碱金属元素在性质上的相似性，通过钠的性质，推断碱金属可能具有的化学性质有哪些。答：(1)与O2反应生成相应的氧化物，如Li2O、Na2O等。(2)与Cl2反应生成RCl，如NaCl、KCl等。(3)与H2O反应，能置换出H2O中的氢。(4)与非氧化性酸反应，生成H2。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)ⅠA族元素都是碱金属元素()(2)随核电荷数递增，碱金属单质的密度依次增大()(3)碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去()(4)碱金属单质都能与水反应生成碱()(5)碱金属具有强还原性，它们的离子具有强氧化性()(6)碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其它金属()(7)碱金属与氧气反应，生成物都不随反应条件或反应物的用量变化而变化()(8)碱金属单质中锂的密度最小，熔点最低()(9)碱金属单质的密度比较为Li<K<Na<Rb()(10)金属钾具有强还原性，K+具有强氧化性()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×(9)√(10)×知识02卤族元素1．卤族元素卤族元素简称卤素，包括(填名称及符号)氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、(Ts)。2．卤族元素的原子结构元素名称氟氯溴碘元素符号FClBrI原子结构示意图原子半径/nm(1)结构的相似性：原子最外层电子数都是7。(2)结构的递变性：卤族元素的原子随核电荷数逐渐增大，电子层数增多，原子半径逐渐增大。3．卤素单质的物理性质F2Cl2Br2I2颜色、状态淡黄绿色(气体)黄绿色(气体)深红棕色(液体)紫黑色(固体)密度逐渐增大熔、沸点逐渐升高4．卤素单质的化学性质(1)与H2反应反应条件化学方程式产物稳定性F2暗处H2+F22HF很稳定Cl2光照或点燃H2+Cl22HCl较稳定Br2加热H2+Br22HBr不稳定I2不断加热H2+I22HI很不稳定结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件要求逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的稳定性依次减弱。(2)卤素单质间的置换反应实验操作实验现象反应方程式实验结论静置后，液体分层，上层无色，下层橙红色2KBr+Cl2=2KCl+Br2Cl2、Br2、I2氧化性：Cl2>Br2>I2；卤素离子还原性：I>Br>Cl静置后，液体分层，上层无色，下层紫红色2KI+Cl2=2KCl+I2静置后，液体分层，上层无色，下层紫红色2KI+Br2=2KBr+I2(3)卤素性质的递变规律及原因从F→I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，原子得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。注意：因为F2能与H2O发生反应(2F2＋2H2O=4HF＋O2)，所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。卤素性质的特殊性1．氟元素无正价，无含氧酸。F的还原性极弱。2．X2+H2O=HX+HXO，而2F2+2H2O=4HF+O2。3．Br2在常温下是唯一的一种液态非金属单质，易挥发，实验室保存时要加少量水进行水封，且不用橡胶塞。4．碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。5．氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。6．AgX都不能溶于水，但AgF溶于水。根据砹在周期表的位置，我们探究一下砹的性质。1．砹是无色固体吗?答：不是；随核电荷数的增加，卤素单质的颜色依次加深，砹是有色固体。2．砹化氢是很稳定的氢化物吗?答：砹化氢的稳定性较差，易分解，不是很稳定的氢化物。3．推测砹在有机溶剂的溶解性，砹化银在稀硝酸中的溶解性。答：砹易溶于有机溶剂；砹化银不溶于稀硝酸。4．试写出砹与NaOH溶液反应的离子方程式。答：At2+2OHAt+AtO+H2O。5．已知硫氰[(SCN)2]的化学性质与Cl2的类似，被称为“拟卤素”，如(SCN)2+2NaOHNaSCN+NaSCNO+H2O，阴离子的还原性顺序为I>SCN>Br>Cl。(1)试写出Cl2与KSCN溶液发生反应的离子方程式。答：Cl2与KSCN溶液发生反应的离子方程式为Cl2+2SCN(SCN)2+2Cl。(2)判断(SCN)2与KBr溶液是否发生反应。答：不反应。6．碘单质与砹单质以等物质的量进行反应可得卤素互化物AtI。它与Zn、NH3都能发生反应：2AtI+2ZnZnI2+ZnAt2(1)；AtI+2NH3(l)NH4I+NH2At(2)。反应(1)ZnI2既是氧化产物，又是还原产物吗?反应(2)AtI既是氧化剂，又是还原剂吗?答：反应(1)中Zn化合价升高，ZnI2是氧化产物；反应(2)中AtI与液氨反应，没有元素出现化合价的升降，不属于氧化还原反应，AtI既不是氧化剂，也不是还原剂。7．硫氰[(SCN)2]是拟卤素家族中的一种，其与卤素单质性质相似，写出实验室利用浓HSCN制取(SCN)2的反应方程式。答：MnO2+4HSCN(浓)(SCN)2↑+Mn(SCN)2+2H2O。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)液溴应保存在磨口玻璃棕色试剂瓶中，并加少量水进行水封()(2)卤素单质与碱金属单质的随原子序数的递增，密度逐渐增大()(3)从F→I，其单质与H2化合的难易是由难到易()(4)HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数的增大而增强()(5)卤族元素的氢化物都是强酸()(6)卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量的增大而加深()(7)能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的气体一定是氯气()(8)从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律()X(9)HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强()(10)氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成()【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×(9)√(10)×题型一碱金属元素【典例1】第ⅠA族金属元素习惯上又称为碱金属元素，下列关于碱金属元素某些性质的排列中，正确的是()A．颜色：除铯外，都为银白色B．单质的密度：Li<Na<K<Rb<CsC．单质的熔、沸点：Li<Na<K<Rb<CsD．单质的还原性：Li>Na>K>Rb>Cs【答案】A【解析】B项，碱金属元素单质的密度从上到下呈递增趋势，但Na的密度大于K，错误；C项，碱金属元素单质的熔、沸点从上到下逐渐降低，即熔、沸点：Li>Na>K>Rb>Cs，错误；D项，同主族元素从上到下，单质的还原性依次增强，即还原性：Li<Na<K<Rb<Cs，错误。【变式1】可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”，它位于碱金属族，根据元素周期表结构及元素性质变化趋势，下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断，错误的是()①锂与水反应比钠剧烈②金属单质都可以密封保存在煤油中③锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳④锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同⑤“类钫”单质是强还原剂⑥“类钫”在化合物中显+1价⑦推测“类钫”单质的密度应该大于1g·cm3⑧“类钫”单质有较高的熔点A．①②④⑧ B．①②③⑦C．③④⑤⑧ D．①③④⑥【答案】A【解析】①钠与水反应比锂与水反应剧烈，错误；②锂的密度小于煤油的密度，若用煤油保存锂，则达不到隔绝空气和水的目的，错误；③锂的氧化物(Li2O)是碱性氧化物，在空气中易吸收二氧化碳，生成碳酸锂，正确；④原子失去最外层电子后，次外层变成最外层，故锂离子最外层有2个电子，钠离子最外层有8个电子，两者数目不相等，错误；⑤“类钫”属于碱金属元素，碱金属单质都具有强还原性，可作强还原剂，正确；⑥碱金属元素原子最外层都只有1个电子，在反应中容易失去这个电子显+1价，正确；⑦碱金属单质的密度从上到下逐渐增大(K反常)，推测“类钫”单质的密度应该大于钫的，密度大于1g·cm3，正确；⑧碱金属单质的熔点较低且从上到下熔点逐渐降低，所以“类钫”单质的熔点很低，错误。故选A。1．相似性。(1)取决于最外层电子排布的相同——最外层只有一个电子，易失去，化学性质活泼。(2)单质都具有较强的还原性，它们都能与氧气等非金属单质化合。(3)都能与水反应，碱金属与水反应的通式为2R+2H2O2ROH+H2↑(R表示碱金属元素)。2．递变性。(1)随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。(2)与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。(3)与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸。(4)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强。题型二卤族元素【典例1】关于卤素单质(X2)的下列叙述中正确的是()A．都能与氢气因剧烈化合而爆炸 B．都能与铁反应生成FeX3C．都能与钠反应生成NaX D．都能与水反应生成氢卤酸HX和次卤酸HXO【答案】C【解析】A项，碘单质与氢气的反应为可逆反应，不会剧烈反应，A错误；B项，Fe3+的氧化性大于I，所以碘单质与Fe反应时生成FeI2，B错误；C项，钠的还原性很强，卤素单质都能和钠反应生成NaX，C正确；D项，F2与水反应生成HF和氧气，D错误；故选C。【变式2】下列关于卤素(用X表示)的叙述中正确的是()A．卤素单质与水反应均可用X2+H2O=HXO+HX表示B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数的增大而增强C．卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量的增大而加深D．X的还原性强弱依次为F<Cl<Br<I，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素单质从它的盐溶液里置换出来【答案】C【解析】F2与H2O反应生成HF和O2，故A错误；卤化氢的热稳定性顺序为HF>HCl>HBr>HI，故B错误；F2与盐溶液中的H2O反应放出O2，不能置换出卤素单质，故D错误。1．氟元素无正价，无含氧酸，而氯、溴、碘元素有最高正价和含氧酸。2．X2+H2O=HX+HXO(X=Cl、Br、I)而2F2+2H2O=4HF+O2。3．溴单质在常温下是唯一的一种液态非金属单质。4．碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。5．氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。6．卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3＋，而I2只能把Fe氧化为Fe2＋。【基础巩固】1．与水反应最剧烈的碱金属是()A．锂B．钠C．钾D．铷【答案】D【解析】锂、钠、钾、铷四种碱金属，原子序数依次增大，其单质的还原性依次增强，与氧气或水反应的剧烈程度依次增强，铷与水反应最剧烈。故选D。2．短周期元素X的最高价氧化物的化学式为X2O7，则X为()A．F B．N C．S D．Cl【答案】D【解析】短周期元素X的最高价氧化物的化学式为X2O7，X最高正价为正7价，则X为ⅦA族除F以外的元素，四种元素中只有Cl符合，故选D。3．下列不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的是()A．氯化钾 B．溴水 C．碘酒 D．氯气【答案】A【解析】A项，氯化钾与KI不反应，不存在I2，试纸不会变蓝，故A符合题意；B项，溴水有强的氧化性，与KI发生反应：Br2+2KI=2KBr+I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色，故B不符合题意；C项，碘酒中含有I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色，故C不符合题意；D项，氯气有强的氧化性，与KI发生反应：Cl2+2KI=2KCl+I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色，故D不符合题意；故选A。4．氯、溴、碘单质的化学性质相似，主要原因是()A．单质均有颜色 B．均为双原子分子C．原子最外层电子数均为7 D．均为非金属元素【答案】C【解析】A项，单质均有颜色，属于物质的性质，故A不符；B项，均为双原子分子，属于物质的组成，故B不符；C项，原子最外层电子数均为7，属于物质结构，结构上有相似，决定了氯、溴、碘单质的化学性质相似，故C符合；D项，均为非金属元素，属于物质的组成，故D不符；故选C。5．鉴别某溶液中是含有Br还是含有I，可以选用的试剂较适合的是()A．碘水、淀粉溶液B．淀粉溶液 C．溴水、淀粉溶液 D．四氯化碳【答案】C【解析】A项，碘水遇淀粉变蓝，碘水与Br、I离子均不反应，不能鉴别，A错误；B项，淀粉遇到Br、I离子均不变色，不能鉴别，B错误；C项，溴水能与I反应生成I2，遇淀粉变蓝，含有溴离子则不变色，可以鉴别，C正确；D项，四氯化碳与Br、I离子均不反应，不能鉴别，D错误；故选C。6．下列有关第ⅦA族元素说法不正确的是()A．原子最外层电子数都是7B．从上到下原子半径逐渐增大C．单质从F2到I2，颜色逐渐加深D．单质从F2到I2，氧化性逐渐增强【答案】D【解析】主族序数=最外层电子数，故第ⅦA族元素原子最外层电子数为7，A正确；同主族元素从上到下，电子层数逐渐增多，故原子半径逐渐增大，B正确；卤族元素单质的颜色随着原子序数的增大而逐渐加深，所以卤素单质从F2→I2颜色逐渐加深，C正确；从上到下元素的非金属性逐渐减弱，对应的单质氧化性逐渐减弱，D不正确。7．锂(Li)是世界上最轻的金属，它属于碱金属的一种。下列说法正确的是()A．碱金属单质在氧气中燃烧，都生成过氧化物 B．Li是碱金属原子中半径最小的原子C．Li、Na、K、Rb+的最外层都只有一个电子 D．Na+比Li多一个电子层【答案】B【解析】A项，碱金属单质在氧气中燃烧，并非都能生成过氧化物，如锂只生成氧化锂，A不正确；B项，Li是碱金属原子中半径最小的原子，B正确；C项，Li、Na、K、的最外层都只有一个电子，Rb+最外层是8个电子，C不正确；D项，Na+和Li的电子层数相同，都有2个电子层，D不正确。故选B。8．下列叙述正确的是()A．碱金属与氧气化合生成的产物都属于碱性氧化物B．K与水反应比Na与水反应更剧烈C．碱金属锂、钠、钾都可以保存在煤油中D．碱金属单质具有强还原性，形成的离子具有强氧化性【答案】B【解析】A项，碱性氧化物是与酸反应生成盐和水的氧化物，而碱金属单质与氧气化合可生成氧化物、过氧化物以及超氧化物等，过氧化物、超氧化物与酸反应生成盐和水之外还有氧气生成，不属于碱性氧化物，故A错误；B项，K金属性比Na强，与水反应比钠剧烈，故B正确；C项，金属锂的密度比煤油小，不能保存在煤油中，故C错误；D项，金属的还原性越强，失电子变为阳离子的氧化性就越弱，故D错误。故选B。9．以下各项叙述中错误的是()A．原子半径由小到大的顺序是Li<Na<K<Rb<CsB．同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小C．碱金属单质的密度比较为Li<K<Na<RbD．碱金属离子的氧化性比较为Li＋<Na＋<K＋<Rb＋【答案】D【解析】A项，同主族元素，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，所以原子半径由小到大的顺序是Li<Na<K<Rb<Cs，故A正确；B项，碱金属原子失去最外力电子形成离子，同一种碱属元素的离子半径比原子半径小，故B正确；C项，碱金属单质的密度比较，密度有反常的变化(Na与K的位置颠倒)，所以碱金属单质的密度比较为Li<K<Na<Rb，故C正确；D项，碱金属单质还原性从上到下失电子能力减弱，还原性增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱，故D错误。故选D。10．钠和铯都是碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述中正确的是()A．铯的密度比水小，像钠一样浮在水面上B．铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸C．碳酸铯加热时易分解成二氧化碳和氧化铯D．氢氧化铯是强碱，其碱性比氢氧化钾弱【答案】B【解析】铯的密度比水大，放入水中会沉在水底，故A错误；碱金属元素从上到下，与水反应的剧烈程度逐渐增大，铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸，故B正确；同主族的元素及其化合物的性质具有相似性，碳酸钠受热不易分解，因此碳酸铯加热时也不易分解，故C错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，其最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强，因此氢氧化铯是强碱，其碱性比氢氧化钾强，故D错误。11．下列关于卤族元素的递变规律不正确的是()A．F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱C．F－、Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强，颜色逐渐变深D．F2、Cl2、Br2、I2的密度逐渐增大【答案】C【解析】F－、Cl－、Br－、I－均为无色离子，C项错误。12．向NaBr、NaI混合液中，通入足量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到的固体物质是()A．NaCl B．NaCl、NaBr C．NaCl、I2、Br2 D．NaCl、NaI【答案】A【解析】还原性：，向NaBr、NaI混合液中，通入足量氯气，发生反应、，此时溶液中含有NaCl、I2、Br2，将溶液蒸干并充分灼烧，溴易挥发，碘易升华，得到固体剩余物质的组成只有NaCl，故选A。13．第ⅠA族金属元素习惯上又称为碱金属元素，下列关于碱金属元素某些性质的排列中，正确的是()A．颜色：除铯外，都为银白色B．单质的密度：Li<Na<K<Rb<CsC．单质的熔、沸点：Li<Na<K<Rb<CsD．单质的还原性：Li>Na>K>Rb>Cs【答案】A【解析】B项，碱金属元素单质的密度从上到下呈递增趋势，但Na的密度大于K，错误；C项，碱金属元素单质的熔、沸点从上到下逐渐降低，即熔、沸点：Li>Na>K>Rb>Cs，错误；D项，同主族元素从上到下，单质的还原性依次增强，即还原性：Li<Na<K<Rb<Cs，错误。14．钾(K)与Na在性质上具有很大的相似性，但K比Na的活泼性强，下列是根据Na的性质对K的性质的预测，其中正确的是()A．因为K的活泼性强，所以钾应该保存在煤油中B．K在空气中加热反应的产物是K2OC．K与水能够反应，但不如Na与水的反应剧烈，但产物都有氢气D．K可以与水剧烈反应，生成氧气【答案】A【解析】钾易与空气中的水、氧气反应，所以K要隔绝空气保存，钾的密度大于煤油，且和煤油不反应，所以可用煤油保存，A正确；K比Na的活泼性强，则钾在空气中加热反应的产物为K2O2或KO2，B错误；因K比Na的活泼性强，因此Na与水反应没有K剧烈，C错误；K比Na的活泼性强，则K可以与水剧烈反应，生成氢气，D错误。15．下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是()A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气C．Cs的还原性比Na强，故Na+的氧化性大于Cs+D．Cs2CO3不易溶于水【答案】D【解析】Cs的最外层电子数是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强，A项正确；铯与Na性质相似，与水或酸反应更剧烈，都生成H2，B项正确；Cs的还原性比Na强，所以Na+的得电子能力比Cs+强，C项正确；因为Na2CO3、K2CO3均易溶于水，所以Cs2CO3也易溶于水，D项错误。16．下列关于碱金属元素的说法中正确的是()A．ⅠA族元素都是碱金属元素B．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来C．金属钾具有强还原性，K+具有强氧化性D．Cs常温下与水反应会发生爆炸【答案】D【解析】ⅠA族元素还有氢元素，A错误；碱金属单质非常活泼，在水溶液中先与水反应生成强碱，再与铜离子反应生成Cu(OH)2沉淀，而不能将铜置换出来，B错误；由于钾原子的最外层只有1个电子，钾单质具有较强的还原性，但是其失去电子后形成的K+最外层已经达到8电子的稳定结构，其氧化性非常弱，C错误；Cs是还原性比Li、Na、K、Rb都强的金属单质，与水反应会发生爆炸，D正确。17．下列各组比较不正确的是()A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈B．还原性：K＞Na＞Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C．熔、沸点：Li＞Na＞KD．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH【答案】B【解析】A项，锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈；B项，还原性，K＞Na＞Li，但K不能置换出NaCl溶液中的Na，而是先与H2O反应；C项，碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即Li＞Na＞K＞Rb＞Cs；D项，从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强，即碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。18．下列关于碱金属元素的说法中，正确的是()A．IA族元素都是碱金属元素B．在常温下Cs与水反应会发生爆炸C．金属钾具有强还原性，K+具有强氧化性D．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来【答案】B【解析】A项，IA族元素中的H不属于碱金属元素，A错误；B项，根据碱金属元素性质的递变规律，从上至下，随着原子序数的递增，金属性越来越强，与水反应越来越剧烈，铯的金属性最强，在常温下与水反应会发生爆炸，B正确；C项，金属钾具有强还原性，但K+具有弱氧化性，C错误；D项，由于碱金属单质性质太活泼，遇到水溶液时优先和水反应生成碱和氢气，因此不能将铜从其盐溶液中置换出来，D错误；故选B。19．钾(K)与Na在性质上具有很大的相似性，但K比Na的活泼性强，下列是根据Na的性质对K的性质的预测，其中正确的是()A．因为K的活泼性强，所以钾应该保存在煤油中B．K在空气中加热反应的产物是K2OC．K与水能够反应，但不如Na与水的反应剧烈，但产物都有氢气D．K可以与水剧烈反应，生成氧气【答案】A【解析】钾易与空气中的水、氧气反应，所以K要隔绝空气保存，钾的密度大于煤油，且和煤油不反应，所以可用煤油保存，A正确；K比Na的活泼性强，则钾在空气中加热反应的产物为K2O2或KO2，B错误；因K比Na的活泼性强，因此Na与水反应没有K剧烈，C错误；K比Na的活泼性强，则K可以与水剧烈反应，生成氢气，D错误。20．为比较卤素单质的氧化性进行了如下实验：①将氯水滴入溴化钠溶液中，溶液变黄；②将氯水滴入碘化钾溶液中，溶液变褐色。下列有关分析不合理的是()A．实验①中反应：Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2B．向实验②所得溶液中再加入CCl4，振荡、静置，下层溶液为紫红色C．根据实验①②得出结论，氧化性：Cl2>Br2>I2D．将实验②中的氯水换成溴水即可达到实验目的【答案】C【解析】将氯水滴入溴化钠溶液中，溶液变黄，说明有单质溴生成，则实验①中反应为Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2，A正确；实验②将氯水滴入碘化钾溶液中，溶液变褐色，说明有单质碘生成，则所得溶液中再加入CCl4，振荡、静置，下层溶液为紫红色，B正确；根据实验①可以得出氧化性：Cl2>Br2，根据实验②可以得出氧化性：Cl2>I2，但通过实验①②无法得出氧化性：Br2>I2，C错误；要想达到比较卤素单质氧化性的目的，只需要将②中氯水换成溴水即可，D正确。21．碱金属元素是指ⅠA族中除H以外的金属元素，完成下列问题：(1)下列有关比较不正确的是__________(填序号)。①原子半径：②单质还原性：③离子氧化性：④碱性：(2)铯位于元素周期表第六周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容：①铯原子核外共有__________个电子层，最外层电子数为__________。②铯单质与水剧烈反应，放出_________色气体，生成的溶液可使紫色石蕊溶液显_________色。③预测铯单质的还原性比钠单质的还原性__________(填“弱”或“强”)。【答案】(1)③(2)①61②无蓝③强【解析】(1)①同主族元素从上往下，原子半径逐渐增大，①正确；②同主族元素从上往下，原子失电子能力逐渐增强，则单质还原性逐渐增强，②正确；③同主族元素从上往下，单质还原性逐渐增强，则相应阳离子的氧化性逐渐减弱，则氧化性，③错误；④金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Li＜Na＜K，故碱性：LiOH＜NaOH＜KOH，④正确；故选③；(2)①由“铯位于元素周期表第6周期ⅠA族”，可知铯原子核外有6个电子层，最外层电子数为1；②铯与钠化学性质相似，铯单质与水剧烈反应，2Cs+2H2O=2CsOH+H2↑，生成H2，H2为无色气体，CsOH是强碱，能使紫色石蕊溶液变蓝；③根据同主族元素性质递变规律，同主族元素从上往下，原子失电子能力逐渐增强，则单质还原性逐渐增强，则铯单质的还原性比钠单质的强。22．根据下表回答问题。族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1①2②⑤3③⑥4④⑦(1)表中________(填元素符号)的非金属性最强；________(填元素符号)的金属性最强，写出该元素的单质与水反应的离子方程式：_________________________________________。(2)表中元素③的原子结构示意图是________。(3)表中元素⑤、⑦的氢化物的稳定性顺序为________>________(填化学式)。(4)表中元素最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填化学式)。【答案】(1)FK2K＋2H2O=2K＋＋2OH－＋H2↑(2)(3)HFHBr(4)HClO4【解析】根据元素在周期表中的位置可知①～⑦分别是H、Li、Na、K、F、Cl、Br。(1)根据元素周期律可判断表中氟元素的非金属性最强；钾元素的金属性最强，单质钾与水反应的离子方程式为2K＋2H2O=2K＋＋2OH－＋H2↑。(2)表中元素③是Na，原子结构示意图是。(3)同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则简单氢化物的稳定性依次减弱，所以氟化氢的稳定性大于溴化氢。(4)表中非金属性最强的元素为F，氟无正化合价，无最高价含氧酸，故元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的为HClO4。【培优竞赛】23．卤族元素及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列有关卤族元素及其化合物的性质与用途具有对应关系的是()A．碘化银难溶于水，可用于人工降雨B．氢氟酸具有弱酸性，可用于蚀刻玻璃C．次氯酸钠溶液具有强氧化性，可用于杀菌消毒D．氯化铁溶液显酸性，可用于蚀刻印刷电路板【答案】C【解析】A项，碘化银难溶于水与用于人工降雨没有直接关系，故A错误；B项，HF刻蚀玻璃是因为HF能与二氧化硅反应，故B错误；C项，次氯酸钠溶液具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故C正确；D项，氯化铁溶液刻蚀电路板是因为其氧化性，故D错误；故选C。24．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是()A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸【答案】B【解析】A项，钫(Fr)是碱金属元素中最重的元素，原子半径最大，故A正确；B项，钫在空气中燃烧时只生成过氧化物或超氧化物，化学式为Fr2O2或FrO2，故B错误；C项，它的氢氧化物化学式为FrOH，是一种极强的碱，故C正确；D项，活泼性比钠和钾活泼，跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸，故D正确；故选B。25．溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，它也能与水发生以下反应：IBr+H2O=HBr+HIO，下列有关IBr的叙述中，不正确的是()A．在很多反应中IBr是强氧化剂B．IBr与水反应时既做氧化剂，又做还原剂C．IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀D．IBr与NaOH溶液反应时，生成NaBr和NaIO【答案】B【解析】此题是一道信息题，题中给出了三点信息：①溴化碘(IBr)暗示Br呈1价，I呈+1价；②IBr性质与卤素单质相似；③IBr与水反应生成HIO和HBr。由②可知，IBr是一种强氧化剂。分析IBr中各元素的化合价，确定碘为+1价，溴为1价。再结合③，可知IBr与水的反应不是氧化还原反应。因此，A、C、D正确，B不正确。26．某化学课外兴趣小组为验证卤素单质氧化性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。Ⅳ.……(1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是

。

(2)B中溶液发生反应的离子方程式是

。

(3)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是

。

(4)过程Ⅲ实验的目的是

。

(5)浸有NaOH溶液的棉花作用是

。

【答案】(1)淀粉KI试纸变蓝(2)Cl2+2Br=Br2+2Cl(3)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层溶液变为紫红色(4)排除Cl2对溴置换碘实验的干扰(5)尾气处理，防止Cl2污染空气【解析】(1)因Cl2的氧化性大于I2的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可发生反应：Cl2+2I=I2+2Cl，I2能使淀粉KI试纸变蓝。(2)因Cl2的氧化性大于Br2的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可发生反应：Cl2+2Br=Br2+2Cl。(3)因Br2的氧化性大于I2的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，会发生反应：Br2+2I=I2+2Br，同时检验产物碘的存在，所以为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象为打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层溶液变为紫红色。(4)为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则氯气过量，影响实验结论。(5)Cl2有毒，污染空气，故要对其进行尾气处理，故用氢氧化钠溶液来处理。27．最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85。根据材料回答下列问题：(1)铷位于元素周期表的第________周期________族。(2)关于铷的下列说法中不正确的是________(填数字序号)。①与水反应比钠更剧烈②Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳③Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2④它是极强的还原剂⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金5g，与足量水反应时生成标准状况下的气体2.24L，则另一碱金属可能是_______________(填元素符号)。(4)铷久置于空气中，最终变成产物是_____________。

A．Rb2OB．Rb2O2C．Rb2CO3D．RbHCO3【答案】(