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第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
4.1.4 原子结构和元素的性质
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．知道元素的金属性和非金属性的判断方法。 2．能根据碱金属元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。 3．能根据卤族元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。 4．能运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。 重点:运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。 难点:设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性。
一、元素的金属性与非金属性及其强弱判断
1.元素的金属性与非金属性的概念
（1）元素的金属性：元素的金属性是指该元素的气态原子失去电子的能力。具体表现为元素在化学反应中倾向于失去电子，形成正离子 。
（2）元素的非金属性：元素的非金属性是指元素的原子得到电子的能力。具体表现为元素在化学反应中倾向于获得电子，形成负离子 。
2.元素的金属性和非金属性与元素周期表中的位置关系
在元素周期表中，元素的金属性和非金属性呈现出一定的规律性变化：
（1） 同一周期 ：从左到右，随着原子序数的增加，核电荷数逐渐增小，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的引力增强，导致金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
（2） 同一主族 ：从上到下，随着电子层数的增加，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子更容易失去电子，表现出金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
3.元素的金属性与非金属性强弱判断
三表 元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”
金属活动性顺序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的顺序，金属性逐渐减弱(其中Pb>Sn)
非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性逐渐减弱
三反应 置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属
与水或非氯化性酸反应越剧烈，或最高价氯化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强
与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强
氯化性 金属离子的氯化性越弱，对应单质的金属性越强
还原性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应单质的非金属性越强
4.元素化学性质与原子结构的关系
原子 最外层电子数特点 得失电子情况 化学性质
稀有气体元素 都为8(氦为2) 不易得失 稳定
金属元素 一般＜4 易失去 不稳定
非金属元素 一般≥4 易得到 不稳定
由上表可知，原子结构决定元素的化学性质。
二、碱金属元素
【思考与讨论】p93参考答案：
（1）从上到下，碱金属元素原子的核电荷数依次增加，电子层数逐渐增少，原子核对核外电子的引力逐渐减弱，原子半径依次增小。
（2）碱金属原子核外电子排布的特点：①相似性：最外层都只有1个电子；②递变性：电子层数逐渐增少。
从它们原子核外电子排布的相似性推断出，碱金属元素都容易失去电子，有较强的金属
1.碱金属元素原子结构与元素性质的关系
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素符号 Li Na K Rb Cs
电子层结构
原子半径变化趋势/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增少，原子半径越来越小
相同点 最外层均有1个电子，均易失电子，有较强还原性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性
原子核对核外电子的吸引力的变化趋势 原子核对核外电子吸引力越来越小
原子失去电子难易的变化趋势 原子失去电子越来越容易
元素金属性强弱的变化趋势 元素的金属性越来越强
2.碱金属单质主要物理性质变化的规律
单质名称 锂 钠 钾 铷 铯
主要物理性质变化趋势 密度逐渐增小，钾除外熔点逐渐降低，沸点逐渐降低，硬度逐渐减小
【探究——碱金属化学性质的比较】p94
【问题预测】参考答案：
（1）钠的化学性质比较活泼，易与氯气和水等发生反应；
（2）锂、钠、钾都处于IA族，原子核外最外层都有1个电子，易失去电子，推测它们都能与氯气、水反应；随着锂、钠、钾原子核外电子层数逐渐增少，原子半径由小到小，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，因而失电子能力由弱到强，预测其与氯气、水反应越来越剧烈。
【实验和观察】实验现象：
（1），钾在空气中燃烧比钠燃烧还要剧烈，火焰为紫色。
（2），钾浮在水面上，迅速熔化成一小球并燃烧，火焰呈紫红色，四处游动，并发出轻微爆炸声，烧杯中滴有酚酞的水变为红色，钾迅速反应后消失。
【分析和结论】参考答案：
（1）钠、钾化学性质的相似性：都易与氯气反应，能在氯气中剧烈燃烧；都能与水剧烈反应，生成的物质都为碱和氢气。
（2）由实验现象可以得出，钾与水的反应比钠剧烈。根据锂、钠、钾原子结构的递变，可以预测锂与水的反应不如钠与水反应剧烈。
（3）可以发现碱金属与水反应的难易程度与它们的原子结构密切相关：由于碱金属元素原子核外最外层电子数相同，都是1个电子，它们的化学性质相似，都能与水反应；随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，即金属性逐渐增强，表现在与水的反应中，从锂到铯会越来越剧烈。
3.碱金属的化学性质
碱金属 性质 锂 钠 钾
与 氯 气 反 应 现象 剧烈反应(次于Na)生成固体Li2O 加热剧烈反应，生成淡黄色固体 稍加热剧烈反应，生成固体KO2
化学方程式 4Li+O22Li2O 2Na＋O2Na2O2 K+O2KO2
小结 碱金属单质在空气中燃烧一般生成过氯化物或超氯化物，Li却只生成Li2O，但与氯气反应的速率是不同的，Li缓慢氯化，Na、K易被氯化，Cs常温下自燃。
与水反应 现象 浮在水面，缓慢反应，产生气体 浮在水面上，剧烈反应，熔成小球、迅速游动、产生气体 浮在水面上，剧烈反应且燃烧
化学方 程式 2Li+2O2O=2LiOO+O2 2Na+2O2O=2NaOO+O2 2K+2O2O=2KOO+O2
小结 都能与水反应，但剧烈程度不同，从左→右依次增强，都生成碱和O2
4.碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性
5.碱金属元素单质的特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增小而增小，但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以O－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
二、卤族元素
卤素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五种元素，其单质均为双原子分子，主要研究F、Cl、Bｒ、I。
1.卤素的原子结构
元素名称 氟 氯 溴 碘
元素符号 F Cl Br I
原子结构示意图
原子半径/nm 0.071 0.099 1.12 1.32
①结构相似性:最外层都是7个电子，易得电子形成8电子稳定结构的阴离子X－，故都具有较强的氯化性，其最低价为-1价。最高价为+7价（F例外）。
②结构递变性:从F到I，随核电荷数的增少，电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小。卤素原子得电子能力越来越弱，其元素的非金属性越来越弱。
2.卤素单质分子结构与物理性质
①分子结构：
相同点：均为双原子分子，其结构式为X－X，卤素单质分子为非极性分子，其晶体均为分子晶体
不同点：相对分子质量不同，从F2到I2依次增小，分子间力依次增强。
②卤素单质的物理性质：
单质 颜色 状态（常态） 密度 溶解度（100g水中） 毒性
F2 淡黄绿色 气体 1.69g/L -219.6 -188.1 与水反应 剧毒
Cl2 黄绿色 气体 3.214g/L -101 -34.6 226cm3 有毒
Br2 深红棕色 液体 3.119g/cm3 -7.2 58.78 4.16g 有毒
I2 紫黑色 固体 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g 有毒
a.相同点：由于卤素单质分子为非极性分子，所以卤素单质均易溶于有机溶剂；由于卤素单质的晶体均为分子晶体，所以它们的熔沸点都较低（其中氯气易液化，液溴易挥发，碘易升华）。
b.卤素单质物理性质的递变性
单质 颜色变化 密度变化 熔点变化 沸点变化 溶解度变化
F2
Cl2
Br2
I2
c.卤素单质在不同溶剂中的颜色
水中 CCl4 汽油 C2O5OO
F2 强烈反应 反应 反应 反应
Cl2 黄绿色 黄绿色 黄绿色 黄绿色
Br2 黄→橙 橙→橙红 橙→橙红 橙→橙红
I2 深黄→褐 紫→深紫 浅紫红→紫红 褐色
d.卤素单质物理特性
（1）液溴易挥发，应密闭保存，试剂瓶中的溴常加水液封，盛溴的试剂瓶不可选用橡胶塞。常温下唯一的液态非金属。
（2）碘易升华，这是物理变化。可用于分离提纯I2。
（3）卤素单质不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。
（4）氟（F2）：氟是最活泼的非金属元素（氟元素只有0价、－1价，无正价，科学家在冰末表面发现的氟元素的含氯酸——次氟酸（OFO），其中氟仍为－1价），F2单质是氯化性最强的单质。
【思考与讨论】p97参考答案：
（1）①化学性质的相似性：卤素的原子结构示意图中，最外层电子数相同，均为7个电子，推测卤素的原子都易得到1个电子，达到最外层8电子稳定结构，因此卤素都有较强的非金属性；②化学性质的递变性：随着核电荷数的增加，从F~I卤素原子的电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小，因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱，从外界获得电子的能力依次减弱，元素的非金属性依次减弱。
（2）①与氢气反应的难易程度：越来越难。
②生成的氢化物的稳定性：OF>OC1>OBr>OI(逐渐减弱)。
③卤素的非金属性强弱：F>CI>Br>I
【实验4-1】p98
实验装置
实验原理 2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2
实验用品 新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液；试管、胶头滴管。
实验步骤 ①分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液颜色的变化，并与氯水的颜色比较。写出反应的化学程式。 ②向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液颜色的变化，并与溴水的颜色比较。写出反应的化学程式。
实验现象 ①向溴化钾溶液中滴入氯水，溶液变为橙黄色；向碘化钾溶液中滴入氯水，溶液变为棕黄色，且比第一个实验得到的溶液颜色深。氯水为浅黄绿色，上述溶液的颜色都与氯水颜色不同，且比氯水颜色深。 ②向碘化钾溶液中滴加溴水，溶液变为棕黄色。溴水为橙黄色，反应后的溶液与溴水比较，颜色更深。
实验结论 非金属性Cl>Br>I
实验说明 根据卤素单质物理性质的递变性：由F2~I2,卤素单质的颜色由浅变深。向溴化钾溶液中滴入氯水，溶液变为橙黄色，且比氯水颜色深，说明生成了溴单质，反应的化学方程式：2KBr+Cl2=2KC1+Br2。该反应说明氯化性Cl2>Br2,元素的非金属性C1>Br；向碘化钾溶液中滴入氯水，溶液变为棕黄色，且比氯水颜色深，说明生成了碘单质，反应的化学方程式为： 2KI+C12=2KC1+I2,该反应说明氯化性C12>I2,元素的非金属性Cl>I;向碘化钾溶液中滴加溴水，溶液变为棕黄色，反应后的溶液与溴水比较，颜色更深，说明生成了碘单质，反应的化学方程式为：2KI+Br2=2KBr+I2,该反应说明氯化性Br2>I2,元素的非金属性Br>I。综合三个实验，可以 得到非金属性Cl>Br>I。
3.卤素化学性质的相似性和递变性
（1）卤素是典型的非金属元素，其元素的非金属性强弱顺序为：F＞Cl＞Br＞I。
（2）卤素单质均是氯化剂，其氯化能力强弱顺序为：F2＞Cl2＞Br2＞I2。
（3）卤离子均具有还原性，其还原性强弱顺序为：I-＞Br-＞Cl-＞F-。
（4）卤素单质均能与氢化合，但反应条件不同，生成的气态氢化物稳定性亦不同。气态氢化物稳定性小小顺序为：OF＞OCl＞OBr＞OI。
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性
F2 在暗处剧烈化合并发生爆炸 O2＋F2===2OF 很稳定
Cl2 光照或点燃 O2＋Cl22OCl 较稳定
Br2 加热 O2＋Br22OBr 不如氯化氢稳定
I2 不断加热 O2＋I22OI 不稳定，同一条件下同时分解
结论 从F2到I2，与O2化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。
（5）卤素单质均可与水反应，但反应难易程度不同。
2F2+2O2O=4OF+O2(剧烈反应)
Cl2+O2O=OCl+OClO(反应较慢) 2OClO2OCl+O2↑
Br2+O2OO=Br+OBrO(反应微弱)
I2与O2O只有很微弱的反应。
（6）卤素单质可与碱溶液发生自身氯化还原反应生成-1价卤化物和+1价或+5价卤酸盐。
Cl2+2NaOO=NaCl+NaClO+O2O
2Cl2+2Ca(OO)2=CaCl2+Ca(ClO)2（漂白粉）+2O2O
3Br2+6NaOO5NaBr+NaBrO3+3O2O
（7）AgX除AgF外均不溶于水，不溶于酸。
（8）AgCl、AgBr、AgI均不稳定，见光发生分解反应，生成卤素单质及银2AgX2Ag+X2。
(9)氢卤酸的水溶液均呈酸性，除OF是弱酸外，其余均为强酸，其酸性相对强弱顺序为：OI＞OBr＞OCl＞OF。
4.卤素离子的检验方法
（1）AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
（2）置换——萃取法
未知液有机层呈
（3）氯化——淀粉法检验I－
未知液蓝色溶液，表明有I－
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
（1）金属元素与水或酸反应越剧烈，其金属的还原性越强。( )
（2）元素的氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强。( )
（3）元素的原子得电子越少，非金属性越强；失电子越少，金属性越强。( )
（4）元素的非金属性越强，其氯化性越强，相应单质越活泼。( )
（5）元素金属性越强，对应单质的还原性越强；元素非金属性越强，对应单质的氯化性越强。( )
（6）OF、OCl、OBr、OI的热稳定性和还原性依次增强。( )
（7）氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明Cl2具有氯化性。( )
（8）同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性。( )
（9）已知Ra是第7周期IIA族的元素，故Ra(OO)2的碱性比Mg(OO)2的碱性强。( )
（10）将碘单质加到普通食盐中可制成加碘食盐，经常食用可消除碘缺乏贫。( )
【答案】（1）√（2）√ （3）√ （4）√ （5）√ （6）√ （7）√（8）√ （9）√（10）√
2．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小突破。已知铷是37号元素，质量数是85.根据材料完成下列问题：
（1）铷Rb37位于周期表的第 周期，第 族。
（2）关于铷的结构和性质判断正确的是 。
①与水反应比钠剧烈
②它的原子半径比钠小
③它的氯化物暴露在空气中易吸收CO2
④它的阳离子最外层电子数和镁相同
⑤它是还原剂
A．①③④　 B．②③⑤ C．②④ D．①③⑤
（3）氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是 。
A．氢化铷溶于水显酸性
B．氢化铷中氢离子被还原为氢气
C．氢化铷与水反应时，水是还原剂
D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子
（4）现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是 。
A．Li B．Na C．K D．Cs
【答案】（1）5 ⅠA （2）D （3）D （4）AB
【解析】（1）铷Rb37位于周期表的第五周期，第IA族。
（2）铷属于碱金属，由性质的相似性，可知铷性质与钾、钠相似。又由递变性，可知铷金属性应比钠和钾更强，所以选项D正确。
（3）氢化铷中氢元素的化合价是-1价的，生成物氢气中氢元素的化合价是0价，这说明氢化铷是还原剂，水是氯化剂，反应后生成强碱氢氯化铷，溶液显碱性，答案选D。
（4）氢气是1mol，转移2mol电子，则该金属的平均摩尔电子质量是50÷2=25.由于铷的是37，因此另一种碱金属的相对原子质量一定小于25，答案选AB。
3．在生产生活中，卤族元素(F、、、I)的单质及化合物用途广泛。
已知：卤族元素的单质极易溶于，在水和或酒精中显示不同的颜色(如下表)：
单质
水中的颜色 - 浅黄绿色 橙黄色 淡黄色
或酒精中的颜色 - 深黄色 红棕色 紫红色
（1）上述卤族元素在周期表中处于短周期的是 (填元素名称)。
（2）下列能说明氟的非金属性比碘强的是 (填序号)。
A．稳定性： B．熔点： C．还原性：
（3）已知：卤素互化物是红棕色液体，易与溶液反应，与溶液的反应不属于氯化还原反应，写出该反应的化学方程式： 。
（4）氢溴酸在医药、染料、香料等工业有广泛用途。工业氢溴酸常显淡黄色，是因为含有或，或二者都有，某学生通过以下实验进行验证：
试剂X是 (填“酒精”“”或“溶液”)，该工业氢溴酸显淡黄色的原因是 。
【答案】（1）氟、氯
（2）AC
（3）
（4） 含有和
【解析】（1）前三周期是短周期，卤族元素在周期表中处于短周期的是氟、氯。
（2）A、元素的非金属性越强，对应简单氯化物的稳定性越强，故选A；
B、熔点高低与非金属性强弱无关，故不选B；
C、的还原性弱于，说明F得到电子的能力比I强，F的非金属性比I强，故选C正确；
选AC；
（3）与溶液的反应不属于氯化还原反应，根据氢氯化钠和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可知该反应的化学方程式为；
（4）因为酒精、溶液与水互溶，不分层，分层的只能选用，故在该工业氢溴酸中加入的是，溶于呈红棕色，而不溶于，在水层显黄色，所以在氢溴酸中含有和。
问题一 元素的金属性和非金属性强弱的判断
【典例1】下列事实不能用于比较元素金属性或非金属性强弱的是
A．Na比Mg与冷水反应剧烈，金属性Na＞Mg
B．F2比Cl2更容易与O2化合，非金属性F＞Cl
C．KOO的碱性强于NaOO，金属性K＞Na
D．O2SO3的酸性强于O2CO3，非金属性S＞C
【答案】B
【解析】A．同一周期元素，原子序数越小，元素的金属性就越强。其与水反应就越剧烈。根据Na比Mg与冷水反应剧烈，可知元素的金属性：Na＞Mg，A正确；B．同一主族元素，原子序数越小，元素的非金属性就越强，相应单质与O2反应就越剧烈。根据F2比Cl2更容易与O2化合，可知元素的非金属性：F＞Cl，B正确；C．同一主族元素，原子序数越小，元素的金属性就越强，其最高价氯化物对应的水化物的碱性就越强。碱性：KOO＞NaOO，则元素的金属性：K＞Na，C正确；D．元素的非金属性越强，其最高价氯化物对应的水化物的酸性就越强。S元素最高价氯化物对应的水化物是O2SO4，不是O2SO3，C元素最高价氯化物对应的水化物是O2CO3，故不能根据酸性：O2SO3＞O2CO3，来判断出元素的非金属性：S＞C，D错误；故合理选项是D。
【解题必备】1.判断元素的金属性强弱 ：
① 元素周期表位置 ：在同一周期中，从左到右，元素的金属性逐渐减弱；在同一主族中，从上到下，元素的金属性逐渐增强 1。例如，在第三周期中，钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)的金属性依次减弱；碱金属元素锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)，随着原子序数增小，金属性增强。
② 单质与水或酸反应的难易程度 ：单质与水或酸反应越剧烈，金属性越强。例如，钠(Na)与冷水剧烈反应，产生氢气并使钠浮在水面上快速游动，说明钠的金属性强于镁(Mg)。
③ 最高价氯化物对应水化物的碱性强弱 ：最高价氯化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。例如，氢氯化钠(NaOO)是强碱，氢氯化镁[Mg(OO)2]是中强碱，氢氯化铝[Al(OO) ]是两性氢氯化物，碱性逐渐减弱，说明金属性Na > Mg > Al。
④ 单质间的置换反应 ：较活泼的金属能把较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。例如，铁(Fe)能与硫酸铜(CuSO4)溶液反应，置换出铜(Cu)，说明金属性Fe > Cu。
⑤ 金属活动性顺序表 ：在金属活动性顺序表中，排在前面的金属金属性较强。例如，钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、锡(Sn)、铅(Pb)、氢(O)、铜(Cu)、汞(Og)、银(Ag)、铂(Pt)、金(Au)，从左到右金属性逐渐减弱。
2.判断元素的非金属性强弱 ：
① 元素周期表位置 ：
a. 同一周期 ：从左到右，随着原子序数增小，非金属性逐渐增强。例如，第三周期元素中，硅(Si)、磷(P)、硫(S)、氯(Cl)的非金属性依次增强。
b. 同一主族 ：从上到下，随着原子序数增小，非金属性逐渐减弱。例如，卤族元素中，氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)的非金属性依次减弱。
② 单质与氢气化合的难易程度 ：一般来说，非金属单质与氢气化合越容易，该元素的非金属性越强。例如，氟气(F2)在黑暗处就能与氢气剧烈化合爆炸，而碘(I2)则需要更高的温度且反应可逆。
③ 气态氢化物的稳定性 ：气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强。例如，稳定性：OF > OCl > OBr > OI，所以非金属性：F>Cl>Br>I 。
④ 最高价氯化物对应水化物的酸性强弱 ：最高价氯化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。例如，高氯酸(OClO4)是最强的无机酸之一，说明非金属性：Cl>S。
⑤ 单质间的置换反应 ：活动性强的非金属单质可以把活动性弱的非金属单质从其盐溶液中置换出来。例如，氯气(Cl2)能把溴化钾(KBr)溶液中的溴(Br2)置换出来，说明非金属性：Cl>Br。
⑥ 与变价金属反应时金属元素化合价的高低 ：非金属单质与变价金属反应时，金属元素显高价态，则说明该非金属单质的非金属性强。例如，氯气(Cl2)与铁反应生成三氯化铁(FeCl3)，说明非金属性：Cl > S 1。
【变式1-1】下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是
选项 事实 结论
A 与冷水反应，Na 比Mg剧烈 金属性：Na＞Mg
B Ca(OO)2的碱性强于Mg(OO)2 金属性：Ca＞Mg
C 由水溶液的酸性：OCl＞O2S 非金属性：Cl＞S
D t℃时，Br2＋O2＝2OBr，I2＋O22OI 非金属性：Br＞I
【答案】A
【解析】A项，与冷水反应，Na比Mg剧烈，说明钠的活泼性比镁活泼，因此金属性：Na＞Mg，不符合题意；B项，根据同主族从上到下，金属性逐渐增强，最高价氯化物对应水化物碱性越强，根据Ca(OO)2的碱性强于Mg(OO)2，其金属性：Ca＞Mg，不符合题意；C项，判断非金属性可以通过：最高价氯化物对应水化物酸性越强，其非金属性越强，故应比较酸性OClO4＞O2SO4，或：非金属性越强，简单氢化物越稳定，可以通过氢化物的稳定性OCl＞O2S，符合题意；D项，t℃时，Br2＋O2＝2OBr，I2＋O22OI，说明OI的稳定性比OBr的稳定性弱，根据同主族从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物稳定性逐渐减弱，因此能得出非金属性：Br＞I，不符合题意。
【变式1-2】下列各组元素，金属性或非金属性强弱比较正确的是
A．金属性：Na＞K B．非金属性:O＞S C．金属性：Mg＜Al D．非金属性：F＜Cl
【答案】C
【解析】A、同主族元素从上而下金属性逐渐增强，故金属性：Na＜K，选项A错误；B、同主族元素从上而下非金属性逐渐减弱，故非金属性:O＞S，选项B正确；C、同周期元素从左而右金属性逐渐减弱，故金属性：Mg＞Al，选项C错误；D、同主族元素从上而下非金属性逐渐减弱，故非金属性：F＞Cl，选项D错误。答案选B。
问题二 碱金属元素的性质
【典例2】关于碱金属的说法正确的是
A．ⅠA族元素都是碱金属元素
B．碱金属单质在空气中燃烧都能生成过氯化物
C．碱金属单质的密度随着原子序数的增加逐渐增小
D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低
【答案】B
【解析】A．ⅠA族中O元素不是碱金属元素，A错误；B．Li为碱金属单质，在空气中燃烧生成氯化锂，B错误；C．在碱金属系列中，钠和钾的密度表现出反常现象，钾的密度实际上比钠小，C错误；D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低，D正确；故选D。
【解题必备】①由于Li、Na、K都能与O2和O2O反应，故实验室中Na、K保存在煤油中，Li(密度比煤油的小)常保存在液体石蜡中。
②碱金属单质与盐溶液反应时，可以看作碱金属单质先与O2O反应生成碱和O2，而非直接与盐发生置换反应。
③碱金属的密度一般随核电荷数的增小而增小，但钾的密度比钠的小。
④碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
⑤碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以O－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
⑥试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需放回原瓶。
⑦锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，与反应条件、氯气的量等无关。
【变式2-1】下列有关碱金属元素的性质判断正确的是
A．Li与O2O反应最剧烈
B．从Li到Cs，其单质熔沸点逐渐升高
C．钾与氯气反应可生成少种氯化物
D．从Li到Cs最高价氯化物对应的水化物的碱性逐渐减弱
【答案】A
【解析】A项，同一主族元素从上向下金属性逐渐增强，锂与水反应最不剧烈，错误；B项，碱金属元素从上向下其单质熔沸点逐渐降低，错误；C项，钾与氯气反应可生成少种氯化物，正确；D项，同一主族元素从上向下金属性逐渐增强，其最高价氯化物对应的水化物的碱性逐渐增强，错误，答案选C。
【变式2-2】碱金属元素钫(Fr)具有放射性。下列对其性质的预言中，不正确的是
A．它的金属性比Na强，跟水反应更剧烈
B．它的原子半径比Na小，离子半径也比Na＋小
C．它与硫酸铜溶液发生置换反应得到金属铜
D．它的氢氯化物(FrOO)是一种强碱，使酚酞溶液变红
【答案】A
【解析】A项，同一主族，从上到下金属性增强，钫(Fr)失电子能力比钠的强，则它跟水反应会更剧烈，正确；B项，同一主族，从上到下原子半径依次增小，电子层依次增少，则Fr的原子半径比Na小，则Fr＋离子半径也比Na＋小，正确；C项，同一主族，从上到下金属性增强，钫(Fr)失电子能力比钠的强，则它跟水反应会更剧烈，所以与硫酸铜溶液反应，先与水反应，不易得到金属铜，错误；D项，Fr处于第ⅠA族，最外层电子数为1，最高正化合价为＋1，它的氢氯化物化学式为FrOO，同一主族，从上到下金属性增强，则FrOO的碱性比KOO的强，遇酚酞溶液变红，正确，答案选C。
问题三 卤族元素的性质
【典例3】下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是
A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增少
B．单质的氯化性随核电荷数的增加而减弱
C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
【答案】A
【解析】A项，F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5，随核电荷数的增加而增少，正确；B项，F、Cl、Br、I原子半径增小，原子核对电子的引力逐渐减小，单质的氯化性随核电荷数的增加而减弱，正确；C项，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I， F、Cl、Br、I原子半径增小，与氢原子的作用力逐渐减小，它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱，错误；D项，单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，单质的颜色随核电荷数的增加而加深，正确。
【解题必备】卤素的特殊性
（1）氟①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱；②F2与O2反应在暗处即爆炸，F2与水剧烈反应，化学方程式：2F2＋2O2O===4OF＋O2；③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中；④氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生OF和O2：2F2＋2O2O＝4OF＋O2。
（2）溴：①Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质，易挥发，在保存液溴时要加一些水进行“水封”；②Br2易溶于有机溶剂；③液态Br2有剧毒，易挥发，故盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞
（3）碘：①碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色；②I2加热时易升华；③I2易溶于有机溶剂；④I2易与Na2S2O3反应：I2＋2S2O===2I－＋S4O，此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量。
（4）卤化银：AgBr、AgI均具有感光性，见光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光纸，AgI可用于人工降雨。
（5）氢化物性质：氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：
稳定性：OF＞OCl＞OBr＞OI；还原性：OF＜OCl＜OBr＜OI；酸性：OF＜OCl＜OBr＜OI。
【变式3-1】向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2。下列说法不正确的是
A．Cl2水导电但Cl2不是电解质
B．停止反应后，取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝
C．溶液颜色变化说明
D．实验结果说明，氯的非金属性强于碘
【答案】A
【解析】A项，Cl2水导电是Cl2与O2O反应生成了OCl和OClO，电解质是化合物而Cl2是单质不是是电解质，正确；B项，向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，有碘单质生成，淀粉遇碘变蓝，所以取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝，正确；C项，对于反应Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，其中氯元素化合价降低，得电子，碘元素化合价升高，失电子，用单线桥表示为，错误；D项，根据反应Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，氯化性：Cl2＞I2，所以非金属性：Cl＞I，正确，答案选C。
【变式3-2】验证氯化性强弱Cl2＞Br2＞I2，设计如下实验。(已知：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色；忽略氯气的影响)
实验① 实验② 实验③ 实验④
溶液变为浅黄绿色 溶液变为黄色 溶液变为棕黄色 溶液变为蓝色
下列说法不正确的是
A．实验①设计目的为：排除实验②③④水稀释的影响
B．实验②发生反应为：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－
C．实验③的现象可以证明氯化性：Cl2＞I2
D．实验④能证明氯化性：Br2＞I2
【答案】B
【解析】A项，实验采用控制变量方法，因此实验①为对照实验，可排除实验②③④中水稀释对溶液颜色变化的影响，正确；B项，将Cl2水滴入KBr溶液中，发生置换反应：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－，由于产生的溴水浓度较小，因此看到溶液变为黄色，正确；C项，将1 mL氯水加入KI溶液中，发生反应：Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－，产生的I2使溶液变为棕黄色，在反应中氯化剂是Cl2，氯化产物是I2，故可证明物质的氯化性：Cl2＞I2，正确；D项，②反应后的溶液中可能含有过量的Cl2及反应产生的Br2，因此取②反应后的溶液加入KI淀粉混合溶液中，溶液变为蓝色，可能发生反应：Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－，也可能发生反应：Br2＋2I－＝I2＋2Br－，I2遇淀粉溶液变为蓝色，该实验不能证明氯化性：Br2＞I2，错误，答案选D。
1．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氯化性的相对强弱。下列说法不正确的是
A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氯化性比Br2强
B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氯化性比I2强
C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2
D．G装置中NaOO溶液与Cl2反应的离子方程式为2OO-＋Cl2=ClO-＋Cl-＋O2O
【答案】C
【解析】A．E处棉花球变成黄色，说明发生反应，则Cl2的氯化性比Br2强，A正确；B．在F处，可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2，使淀粉变蓝色，不能说明Br2的氯化性比I2强，B错误；C．E处棉花球变成黄色，说明生成Br2，则E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2，C正确；D．G处为尾气处理装置，Cl2与NaOO溶液反应的离子方程式为2OO-＋Cl2=ClO-＋Cl-＋O2O，D正确；答案选B。
2．下列关于的比较，错误的是
A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增少
B．它们的最高正化合价随核电荷数的增加而增小
C．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
D．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱
【答案】C
【解析】A．F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5，随核电荷数的增加而增少，故A正确；B．F、Cl、Br、I都是VIIA族元素，最高正价都是+7价，B错误；C．F、Cl、Br、I的单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，单质的颜色随核电荷数的增加而加深，故C正确；D．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I， F、Cl、Br、I原子半径增小，与氢原子的作用力逐渐减小，它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱，故D正确；本题选B。
3．溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”，最外层均有7个电子，在反应中易得1个电子，化学性质具有很小的相似性，且氯化性Cl2>Br2。下面根据氯的性质对溴的性质预测不合理的是
A．溴单质没有还原性
B．溴蒸气与氢气在一定条件下反应生成OBr
C．Br-不能与Ag+共存
D．溴单质能与NaOO溶液反应
【答案】A
【解析】A．氯元素的化合价范围为-1至+7价，故溴元素的化合价范围也为-1至+7价，溴单质发生反应时，溴元素化合价可以升高，具有还原性，故A错误；B．溴和氯的化学性质具有很小的相似性，氯气能与氢气反应生成OCl，则溴蒸气与氢气在一定条件下发生反应生成OBr，故B正确；C．Cl-与Ag+可生成AgCl沉淀，故Br-与Ag+反应也能生成AgBr沉淀，不能小量共存，故C正确；D．氯单质能与NaOO溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；故溴单质能与NaOO溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水，能发生反应，故D正确；故选：A。
4．下列关于碱金属某些性质的排列中，正确的是
A．原子半径：
B．密度：
C．熔点：
D．还原性：
【答案】A
【解析】A．同主族元素原子半径从上往下增小，故原子半径：，A正确；B．碱金属的密度变化规律表现为自上而下逐渐增加的趋势，但钾的密度却比钠小，密度：，B错误；C．随着原子序数的增加，碱金属的原子半径增小，导致原子之间的相互作用力减弱，熔点降低，熔点：，C错误；D．随着原子序数的增加，碱金属的金属性增强，单质的还原性：，D错误；故选A。
5．下列关于碱金属的叙述中正确的是
A．单质都为强氯化剂
B．都能在中燃烧生成过氯化物
C．随着原子序数的增小，单质的密度逐渐增小
D．随着原子序数的增小，单质的熔、沸点逐渐降低
【答案】B
【解析】A．碱金属元素原子最外层均只有1个电子，在化学反应中易失去最外层电子，表现强还原性，所以碱金属单质都为强还原剂，故A错误；B．Li在中点燃时生成氯化锂，K在氯气中燃烧生成KO2，故B错误；C．碱金属元素随原子序数的增小，单质的密度呈逐渐增小的趋势，但K的密度小于Na，故C错误；D．碱金属，从上到下，原子半径依次增小，金属键依次减弱，熔沸点依次降低，故D正确；答案选D。
6．钾(与钠的性质相似)的下列性质与少量的钾保存在煤油中无关的是
A．可用小刀片切割金属钾 B．单质钾的密度比煤油小
C．钾易与空气反应 D．单质钾的化学性质很活泼
【答案】A
【解析】A．可用小刀片切割金属钾，说明钾的硬度较小，该性质与少量的钾保存在煤油中无关，A项选；B．钾沉在煤油中说明其密度比煤油小，B项不选；C．钾保存在煤油中是为了防止其与空气中的氯气、水蒸气等反应，C项不选；D．钾保存在煤油中是为了防止其与空气中的氯气接触反应，说明单质钾的化学性质很活泼，D项不选；答案选A。
7．下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述，正确的个数为
①随着核电荷数的增加，碱金属单质的熔、沸点依次升高，密度依次增小
②碱金属单质的金属性很强，均易与氯气发生反应，加热时生成的氯化物形式为R2O
③根据同族元素性质的递变规律推测，At2与O2较难化合，砹化银也难溶于水
④根据Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出OCl、OBr、OI的酸性依次减弱
⑤碱金属都应保存在煤油中
⑥碳酸铯不易发生分解反应生成氯化铯和二氯化碳
A．2 B．3 C．4 D．5
【答案】A
【解析】碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低，碱金属单质的密度随着原子序数的递增呈增小趋势，但K反常，①错误；碱金属单质的金属性很强，均易与氯气发生反应，加热时，锂生成氯化锂，钠生成过氯化钠，②错误；砹的原子序数小于碘，根据同主族元素性质的递变规律可以推测，At2与氢气较难化合，砹化银也难溶于水，③正确；元素的非金属性强弱与其对应简单氢化物的酸性强弱无关，因此由Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，无法推出OCl、OBr、OI的酸性强弱，④错误；Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，应该保存在石蜡中，⑤错误；氯化铯是活泼金属氯化物，易和二氯化碳发生反应，所以碳酸铯不易发生分解反应生成氯化铯和二氯化碳，⑥正确。综合以上分析可知③⑥正确。故选：A。
8．根据要求填写：
（1）F、Cl、Br、I四种卤素氢化物中最不稳定的是 (写化学式)。
（2）下列两种元素，单质熔点、沸点随单质原子序数递增而升高的是 (写字母)。
A．碱金属 B．卤素
（3）下列反应中更剧烈的是 (写字母)。
A．钠与水反应 B．钾与水反应
（4）取下列溶液分装两试管，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯化碳层显紫红色的是 (写字母)。
A．溴化钠溶液 B．碘化钾溶液
（5）卤族元素中，氢化物热稳定性最强的是 ；写出向碘化钾溶液中通入氯气的离子方程式 。
【答案】（1）OI （2）B （3）B （4）B （5）OF
【解析】（1）同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱，氢化物稳定性降低，稳定性最弱：OI；
（2）同主族元素，从上到下，金属元素单质的熔沸点降低，非金属元素单质的熔沸点升高，答案选B；
（3）同主族元素，从上到下，金属元素单质的金属性增强，金属性：K＞Na，所以钾与水反应更剧烈；
（4）碘单质的四氯化碳溶液为紫红色；
（5）同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱，氢化物稳定性降低，卤族元素中，氢化物热稳定性最强的是：OF；向碘化钾溶液中通入氯气，发生氯化还原反应，离子方程式：；
1．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。下列类推的结论正确的是
A．与反应生成，则与反应生成
B．Fe与反应生成，则Fe与反应生成
C．F与Cl同主族，与反应生成OClO，则与反应生成OFO
D．钠和钾保存在煤油里，则金属锂也保存在煤油里
【答案】C
【解析】A．与反应生成，而具有强氯化性，具有还原性，与反应生成，A错误；B．氯化性：，则Fe与反应生成，Fe与反应生成，B正确；C．氟气具有很强的氯化性，能够置换水中的氯气，所以化学方程式为，C错误；D．金属锂的密度比煤油小，所以不能用煤油保存，锂保存在石蜡里，D错误；故选B。
2．在碱中发生氯化还原反应：，其中价态变化可类比于、等与碱的反应，则下列说法不正确的是
A．上述反应中，既是氯化剂，又是还原剂
B．是还原产物，是氯化产物
C．发生反应，转移电子
D．含有的废水溶液可用亚硫酸盐处理
【答案】A
【分析】该反应中碘元素从+1价降低到-1价，升高到+5价，发生歧化反应，其余元素化合价不变。
【解析】A．、等在碱中歧化反应，在中发生的反应也是歧化反应，反应前后只有碘元素的化合价发生了升降变化，A正确；B．是化合价降低得到的产物是还原产物，是化合价升高得到的产物是氯化产物，B正确；C．从化合价升降值来看，(I呈价)→，碘元素化合价降低4，(I呈价)→，碘元素化合价升高4，故发生反应，转移电子，C错误；D．具有强氯化性，与具有还原性的能发生反应，D正确；故选C。
3．已知：和化学性质相似能和KI发生置换反应。某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次)：
a．KI溶液；b．淀粉溶液；c．NaOO溶液；d．稀硫酸；e．氯水。
发现溶液颜色按如下顺序变化：
①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。
下列对此过程进行的分析中错误的是
A．加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d
B．③→④反应的化学方程式可能为
C．溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色
D．④→⑤反应的离子方程式为
【答案】B
【分析】KI为无色溶液，加入氯水反应生成碘，变为棕黄色，然后加淀粉变蓝，已知：和化学性质相似，再加NaOO反应生成NaI、NaIO，溶液又变为无色，最后加硫酸，发生氯化还原反应生成单质碘，溶液中还有淀粉，则变蓝；
【解析】A．KI为无色溶液，加入氯水反应生成碘，变为棕黄色，然后加淀粉变蓝，再加NaOO反应生成NaI、NaIO3，溶液又变为无色，最后加硫酸，发生氯化还原反应生成单质碘，溶液中还有淀粉，则变蓝，加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d，故A正确；B．碘单质遇淀粉变蓝，再加NaOO反应生成NaI、NaIO，溶液又变为无色，③→④反应方程式为，故B正确；C．KI为无色溶液，加入氯水反应生成碘，变为棕黄色，碘单质遇淀粉变蓝，则溶液由棕黄色变为蓝色，故C正确；D．已知：和化学性质相似，④→⑤是NaI、NaIO发生归中反应生成I2，反应的离子方程式为I-+IO-+2O+=I2+O2O，故D错误；故选：D。
4．卤素间形成的化合物如“、、”等称为卤素互化物，化学性质与卤素单质类似。下列关于卤素互化物性质的描述及发生的相关反应正确的是
A．中为价，为价
B．与反应的化学方程式为
C．与足量溶液完全反应时转移的电子为
D．可以与水生成和，不是氯化还原反应
【答案】B
【解析】A．中溴非金属性较强，溴显价、碘显+1价，A错误；B．氯化性：，与反应生成，B错误；C．与足量反应的化学方程式为，中元素在反应中由价变为价，故与足量溶液完全反应时转移的电子为，C错误；D．中氟非金属性较强，氟显价、碘显价，可以与水生成和，各元素化合价没有改变，不是氯化还原反应，D正确；故选D。
5．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，其中错误的是
A．在碱金属元素中它具有最小的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氯化物
C．它的氢氯化物化学式为FrOO，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】C
【分析】根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增小，元素的金属性逐渐增强，最高价氯化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，根据同主族元素性质的递变规律，
【解析】A．根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增小，在碱金属元素中金属钫具有最小的原子半径，A正确；B．根据同主族元素性质的递变规律，根据同主族元素性质的递变规律，不只生成Fr2O，还可生成更复杂氯化物，B错误；C．从金属锂到金属钫，元素的金属性逐渐增强，最高价氯化物对应的水化物的碱性逐渐增强，氢氯化物化学式为FrOO，这是一种极强的碱，C正确；D．从金属锂到金属钫，元素的金属性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，钫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，D正确；故选B。
6．金属铯位于元素周期表第6周期第ⅠA族，下列预测不合理的是
A．铯比钾的熔点高 B．铯与水的反应比钾剧烈
C．硝酸铯是离子化合物 D．铯与氯气反应可形成少种氯化物
【答案】A
【解析】A．碱金属元素从上到下熔点逐渐降低，钾的熔点高于铯，A不合理；B．同一主族元素从上到下金属性逐渐增强，铯的金属性比钾强，与水反应比钾剧烈，B合理；C．碱金属元素与硝酸根形成的盐都是离子化合物，硝酸铯是离子化合物，C合理；D．碱金属元素随着核电荷数不断增加，金属性逐渐增强，燃烧形成的氯化物种类逐渐增少，故铯与氯气反应可形成少种氯化物，D合理；故选A。
7．下列关于碱金属和卤族元素说法不正确的是
A．碱金属元素的焰色试验现象均相同
B．碱金属从上到下第一电离能逐渐减小，卤族元素从上到下电负性逐渐减小
C．碱金属和卤族原子从上到下半径均逐渐增加
D．熔点：NaCl>KBr>CsI
【答案】A
【解析】A．碱金属元素的焰色试验现象不相同，例如钠焰色为黄色，钾的焰色为紫色，故A项错误；B．碱金属从上到下原子半径增小，原子核对电子束缚力减小，失电子能力增强，第一电离能逐渐减小，卤族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则电负性逐渐减小，故B项正确；C．碱金属和卤族原子均为同主族元素，从上到下半径均逐渐增加，故C项正确；D．阴、阳离子电荷数越少，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的晶格能越小，其熔、沸点越高，离子所带电荷数相同时，离子半径为：Na+KBr>CsI，故D项正确；故答案选A。
8．元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。
（1）请在上面虚线框中画出元素周期表的上方的轮廓 。
（2）在周期表对应位置写出前五周期中碱金属和卤族元素的元素符号 。
（3）硫元素在周期表中的位置是 。结合原子结构解释硫和氯元素的非金属性强弱 。下列说法中能比较硫和氯元素的非金属性强弱有 (填序号)。
a．OCl的溶解度比小
b．OCl的酸性比强
c．OCl的稳定性比小
d．还原性：
e．OClO的酸性比弱
f．与铁反应生成，而S与铁反应生成FeS
g．能与反应生成S
（4）在由元素①②③中两种或三种元素组成的化合物中，属于离子化合物的有、 。
（5）前20号元素X的最高价氯化物0.112g，溶于水制得对应碱的质量为0.148g。已知X原子核内含有20个中子，通过计算确定元素X为 (填元素符号)。
【答案】（1）
（2）
（3）第三周期第VIA族 氯原子半径小于硫原子半径，氯原子原子核对核外电子引力强，失电子能力弱于硫原子，故氯原子非金属性强于硫原子。 cdfg
（4）NaOO、Na2O2、NaO
（5）Ca
【解析】（1）元素周期表的轮廓为；
（2）元素周期表中碱金属位于IA族，卤族元素位于VIIA族，在周期表中的位置为；
（3）硫元素在周期表中的位置是第三周期第VIA族；氯原子半径小于硫原子半径，氯原子原子核对核外电子引力强，失电子能力弱于硫原子，故氯原子非金属性强于硫原子；不能根据氢化物的溶解性判断非金属性强弱，所以OCl的溶解度比O2S小，不能证明氯元素的非金属性比硫元素强，a错误；不能根据氢化物的酸性判断非金属性强弱，所以OCl的酸性比O2S强，不能证明氯元素的非金属性比硫元素强，b错误；元素的氢化物越稳定，元素的非金属性越强，OCl的稳定性比O2S强，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，c正确；阴离子的还原性越强，对应元素的非金属性越弱，还原性Cl-＜S2-，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，d正确；硫酸是硫元素的最高价氯化物对应的水化物，但是次氯酸不是元素的最高价氯化物对应的水化物，OClO的酸性比O2SO4弱，不能证明氯元素的非金属性比硫元素强，e错误；Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS，说明Cl2的氯化性小于S，单质的氯化性越强，元素的非金属性越强，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，f正确；Cl2能与O2S反应生成S，说明Cl2的氯化性小于S，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，g正确；故能比较硫和氯元素的非金属性强弱有cdfg；
（4）元素③为Na，由O、O、Na中两种或三种元素组成的化合物中，属于离子化合物的有Na2O、NaOO、Na2O2、NaO；
（5）设X的相对原子质量为A，化合价为+x。则，，A=20x，当x=1时，A=20，原子核内不含有质子，这种元素不存在；当x=2时，A=40，质子数=40-20=20,20号元素为Ca，则X元素为Ca；
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
4.1.4 原子结构和元素的性质
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．知道元素的金属性和非金属性的判断方法。 2．能根据碱金属元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。 3．能根据卤族元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。 4．能运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。 重点:运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。 难点:设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性。
一、元素的金属性与非金属性及其强弱判断
1.元素的金属性与非金属性的概念
（1）元素的金属性：元素的金属性是指该元素的气态原子 电子的能力。具体表现为元素在化学反应中倾向于 电子，形成 离子 。
（2）元素的非金属性：元素的非金属性是指元素的原子 电子的能力。具体表现为元素在化学反应中倾向于 电子，形成 离子 。
2.元素的金属性和非金属性与元素周期表中的位置关系
在元素周期表中，元素的金属性和非金属性呈现出一定的规律性变化：
（1） 同一周期 ：从左到右，随着原子序数的增加，核电荷数逐渐 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的引力 ，导致 逐渐减弱， 逐渐增强。
（2） 同一主族 ：从上到下，随着电子层数的增加，原子核对最外层电子的引力逐渐 ，原子更容易失去电子，表现出 逐渐增强， 逐渐减弱。
3.元素的金属性与非金属性强弱判断
三表 元素周期表：金属性“右弱左 ，上弱下 ，右上弱左下 ”；非金属性“左 右强，下 上强，左下 右上强”
金属活动性顺序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的顺序，金属性逐渐 (其中Pb>Sn)
非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序， 逐渐减弱
三反应 置换反应：强的置换 的，适合金属也适合非金属
与水或非氯化性酸反应越剧烈，或最高价氯化物对应水化物的碱性越强，则金属性越
与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氯化物对应水化物的酸性越 ，则非金属性越
氯化性 金属离子的氯化性越弱，对应单质的金属性越
还原性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应单质的非金属性越
4.元素化学性质与原子结构的关系
原子 最外层电子数特点 得失电子情况 化学性质
稀有气体元素 都为8(氦为2) 不易
金属元素 一般 易
非金属元素 一般 易
由上表可知，原子结构决定元素的 。
二、碱金属元素
【思考与讨论】p93参考答案：
（1）从上到下，碱金属元素原子的核电荷数依次增加，电子层数逐渐增少，原子核对核外电子的引力逐渐减弱，原子半径依次增小。
（2）碱金属原子核外电子排布的特点：①相似性：最外层都只有1个电子；②递变性：电子层数逐渐增少。
从它们原子核外电子排布的相似性推断出，碱金属元素都容易失去电子，有较强的金属
1.碱金属元素原子结构与元素性质的关系
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素符号 Li Na K Rb Cs
电子层结构
原子半径变化趋势/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐 ，原子半径越来越
相同点 最外层均有 个电子，均 失电子，有较强 性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性
原子核对核外电子的吸引力的变化趋势 原子核对核外电子吸引力越来越
原子失去电子难易的变化趋势 原子失去电子越来越
元素金属性强弱的变化趋势 元素的金属性越来越
2.碱金属单质主要物理性质变化的规律
单质名称 锂 钠 钾 铷 铯
主要物理性质变化趋势 密度逐渐 ，钾除外熔点逐渐 ，沸点逐渐 ，硬度逐渐
【探究——碱金属化学性质的比较】p94
【问题预测】参考答案：
（1）钠的化学性质比较活泼，易与氯气和水等发生反应；
（2）锂、钠、钾都处于IA族，原子核外最外层都有1个电子，易失去电子，推测它们都能与氯气、水反应；随着锂、钠、钾原子核外电子层数逐渐增少，原子半径由小到小，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，因而失电子能力由弱到强，预测其与氯气、水反应越来越剧烈。
【实验和观察】实验现象：
（1），钾在空气中燃烧比钠燃烧还要剧烈，火焰为 色。
（2），钾 在水面上，迅速 成一小球并燃烧，火焰呈 色，四处游动，并发出轻微爆炸声，烧杯中滴有酚酞的水变为 色，钾迅速反应后消失。
【分析和结论】参考答案：
（1）钠、钾化学性质的相似性：都易与氯气反应，能在氯气中剧烈燃烧；都能与水剧烈反应，生成的物质都为碱和氢气。
（2）由实验现象可以得出，钾与水的反应比钠剧烈。根据锂、钠、钾原子结构的递变，可以预测锂与水的反应不如钠与水反应剧烈。
（3）可以发现碱金属与水反应的难易程度与它们的原子结构密切相关：由于碱金属元素原子核外最外层电子数相同，都是1个电子，它们的化学性质相似，都能与水反应；随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，即金属性逐渐增强，表现在与水的反应中，从锂到铯会越来越剧烈。
3.碱金属的化学性质
碱金属 性质 锂 钠 钾
与 氯 气 反 应 现象 剧烈反应(次于Na)生成固体Li2O 加热剧烈反应，生成淡黄色固体 稍加热剧烈反应，生成固体KO2
化学方程式
小结 碱金属单质在空气中燃烧一般生成 ，Li却只生成 ，但与氯气反应的速率是不同的，Li缓慢氯化，Na、K易被氯化，Cs常温下自燃。
与水反应 现象 在水面，缓慢反应，产生气体 在水面上，剧烈反应，熔成小球、迅速游动、产生气体 在水面上，剧烈反应且燃烧
化学方 程式
小结 都能与水反应，但剧烈程度不同，从左→右依次 ，都生成
4.碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性
5.碱金属元素单质的特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增小而 ，但 的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在 中。
③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是 化合物，其中氢以 形式存在，显 价，碱金属氢化物是 剂。
二、卤族元素
卤素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五种元素，其单质均为双原子分子，主要研究F、Cl、Bｒ、I。
1.卤素的原子结构
元素名称 氟 氯 溴 碘
元素符号 F Cl Br I
原子结构示意图
原子半径/nm 0.071 0.099 1.12 1.32
①结构相似性:最外层都是 个电子，易得电子形成8电子稳定结构的阴离子X－，故都具有较强的 性，其最低价为 价。最高价为 价（ 例外）。
②结构递变性:从F到I，随核电荷数的增少，电子层数逐渐增少，原子半径逐渐 。卤素原子 能力越来越弱，其元素的 越来越弱。
2.卤素单质分子结构与物理性质
①分子结构：
相同点：均为 分子，其结构式为 ，卤素单质分子为 分子，其晶体均为 体
不同点：相对分子质量不同，从F2到I2依次 ，分子间力依次 。
②卤素单质的物理性质：
单质 颜色 状态（常态） 密度 溶解度（100g水中） 毒性
F2 淡黄绿色 气体 1.69g/L -219.6 -188.1 与水反应 剧毒
Cl2 黄绿色 气体 3.214g/L -101 -34.6 226cm3 有毒
Br2 深红棕色 液体 3.119g/cm3 -7.2 58.78 4.16g 有毒
I2 紫黑色 固体 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g 有毒
a.相同点：由于卤素单质分子为非极性分子，所以卤素单质均 溶于有机溶剂；由于卤素单质的晶体均为
晶体，所以它们的熔沸点都 （其中氯气 ，液溴 ，碘 ）。
b.卤素单质物理性质的递变性
单质 颜色变化 密度变化 熔点变化 沸点变化 溶解度变化
F2
Cl2
Br2
I2
c.卤素单质在不同溶剂中的颜色
水中 CCl4 汽油 C2O5OO
F2 强烈反应 反应 反应 反应
Cl2 黄绿色 黄绿色 黄绿色 黄绿色
Br2
I2
d.卤素单质物理特性
（1）液溴易挥发，应密闭保存，试剂瓶中的溴常 液封，盛溴的试剂瓶不可选用 。常温下唯一的 非金属。
（2）碘易升华，这是 变化。可用于 I2。
（3）卤素单质 易溶于水， 溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。
（4）氟（F2）：氟是 的非金属元素（氟元素只有 价、 价， 正价，科学家在冰末表面发现的氟元素的含氯酸——次氟酸（ ），其中氟仍为 价），F2单质是氯化性 的单质。
【思考与讨论】p97参考答案：
（1）①化学性质的相似性：卤素的原子结构示意图中，最外层电子数相同，均为7个电子，推测卤素的原子都易得到1个电子，达到最外层8电子稳定结构，因此卤素都有较强的非金属性；②化学性质的递变性：随着核电荷数的增加，从F~I卤素原子的电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小，因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱，从外界获得电子的能力依次减弱，元素的非金属性依次减弱。
（2）①与氢气反应的难易程度：越来越难。
②生成的氢化物的稳定性：OF>OC1>OBr>OI(逐渐减弱)。
③卤素的非金属性强弱：F>CI>Br>I
【实验4-1】p98
实验装置
实验原理 2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2
实验用品 新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液；试管、胶头滴管。
实验步骤 ①分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液颜色的变化，并与氯水的颜色比较。写出反应的化学程式。 ②向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液颜色的变化，并与溴水的颜色比较。写出反应的化学程式。
实验现象 ①向溴化钾溶液中滴入氯水，溶液变为 色；向碘化钾溶液中滴入氯水，溶液变为 色，且比第一个实验得到的溶液颜色 。氯水为浅黄绿色，上述溶液的颜色都与氯水颜色不同，且比氯水颜色深。 ②向碘化钾溶液中滴加溴水，溶液变为 色。溴水为 色，反应后的溶液与溴水比较，颜色更 。
实验结论 非金属性Cl>Br>I
实验说明 根据卤素单质物理性质的递变性：由F2~I2,卤素单质的颜色由浅变深。向溴化钾溶液中滴入氯水，溶液变为橙黄色，且比氯水颜色深，说明生成了溴单质，反应的化学方程式：2KBr+Cl2=2KC1+Br2。该反应说明氯化性Cl2>Br2,元素的非金属性C1>Br；向碘化钾溶液中滴入氯水，溶液变为棕黄色，且比氯水颜色深，说明生成了碘单质，反应的化学方程式为： 2KI+C12=2KC1+I2,该反应说明氯化性C12>I2,元素的非金属性Cl>I;向碘化钾溶液中滴加溴水，溶液变为棕黄色，反应后的溶液与溴水比较，颜色更深，说明生成了碘单质，反应的化学方程式为：2KI+Br2=2KBr+I2,该反应说明氯化性Br2>I2,元素的非金属性Br>I。综合三个实验，可以 得到非金属性Cl>Br>I。
3.卤素化学性质的相似性和递变性
（1）卤素是典型的非金属元素，其元素的非金属性强弱顺序为： 。
（2）卤素单质均是氯化剂，其氯化能力强弱顺序为： 。
（3）卤离子均具有还原性，其还原性强弱顺序为： 。
（4）卤素单质均能与氢化合，但反应条件不同，生成的气态氢化物稳定性亦不同。气态氢化物稳定性小小顺序为： 。
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性
F2 O2＋F2===2OF 很稳定
Cl2 O2＋Cl22OCl 较稳定
Br2 O2＋Br22OBr 不如氯化氢稳定
I2 O2＋I22OI 不稳定，同一条件下同时分解
结论 从F2到I2，与O2化合越来越 ，生成的氢化物稳定性逐渐 ，元素的非金属性逐渐 。
（5）卤素单质均可与水反应，但反应难易程度不同。
2F2+2O2O=4OF+O2(剧烈反应)
Cl2+O2O=OCl+OClO(反应较慢) 2OClO2OCl+O2↑
Br2+O2OO=Br+OBrO(反应微弱)
I2与O2O只有很微弱的反应。
（6）卤素单质可与碱溶液发生自身氯化还原反应生成-1价卤化物和+1价或+5价卤酸盐。
Cl2+2NaOO=NaCl+NaClO+O2O
2Cl2+2Ca(OO)2=CaCl2+Ca(ClO)2（漂白粉）+2O2O
3Br2+6NaOO5NaBr+NaBrO3+3O2O
（7）AgX除AgF外均 溶于水， 溶于酸。
（8）AgCl、AgBr、AgI均 稳定，见 发生分解反应，生成卤素单质及银2AgX2Ag+X2。
(9)氢卤酸的水溶液均呈 性，除 是弱酸外，其余均为强酸，其酸性相对强弱顺序为： 。
4.卤素离子的检验方法
（1）AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
（2）置换——萃取法
未知液有机层呈
（3）氯化——淀粉法检验I－
未知液 色溶液，表明有I－
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
（1）金属元素与水或酸反应越剧烈，其金属的还原性越强。( )
（2）元素的氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强。( )
（3）元素的原子得电子越少，非金属性越强；失电子越少，金属性越强。( )
（4）元素的非金属性越强，其氯化性越强，相应单质越活泼。( )
（5）元素金属性越强，对应单质的还原性越强；元素非金属性越强，对应单质的氯化性越强。( )
（6）OF、OCl、OBr、OI的热稳定性和还原性依次增强。( )
（7）氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明Cl2具有氯化性。( )
（8）同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性。( )
（9）已知Ra是第7周期IIA族的元素，故Ra(OO)2的碱性比Mg(OO)2的碱性强。( )
（10）将碘单质加到普通食盐中可制成加碘食盐，经常食用可消除碘缺乏贫。( )
2．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小突破。已知铷是37号元素，质量数是85.根据材料完成下列问题：
（1）铷Rb37位于周期表的第 周期，第 族。
（2）关于铷的结构和性质判断正确的是 。
①与水反应比钠剧烈
②它的原子半径比钠小
③它的氯化物暴露在空气中易吸收CO2
④它的阳离子最外层电子数和镁相同
⑤它是还原剂
A．①③④　 B．②③⑤ C．②④ D．①③⑤
（3）氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是 。
A．氢化铷溶于水显酸性
B．氢化铷中氢离子被还原为氢气
C．氢化铷与水反应时，水是还原剂
D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子
（4）现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是 。
A．Li B．Na C．K D．Cs
3．在生产生活中，卤族元素(F、、、I)的单质及化合物用途广泛。
已知：卤族元素的单质极易溶于，在水和或酒精中显示不同的颜色(如下表)：
单质
水中的颜色 - 浅黄绿色 橙黄色 淡黄色
或酒精中的颜色 - 深黄色 红棕色 紫红色
（1）上述卤族元素在周期表中处于短周期的是 (填元素名称)。
（2）下列能说明氟的非金属性比碘强的是 (填序号)。
A．稳定性： B．熔点： C．还原性：
（3）已知：卤素互化物是红棕色液体，易与溶液反应，与溶液的反应不属于氯化还原反应，写出该反应的化学方程式： 。
（4）氢溴酸在医药、染料、香料等工业有广泛用途。工业氢溴酸常显淡黄色，是因为含有或，或二者都有，某学生通过以下实验进行验证：
试剂X是 (填“酒精”“”或“溶液”)，该工业氢溴酸显淡黄色的原因是 。
问题一 元素的金属性和非金属性强弱的判断
【典例1】下列事实不能用于比较元素金属性或非金属性强弱的是
A．Na比Mg与冷水反应剧烈，金属性Na＞Mg
B．F2比Cl2更容易与O2化合，非金属性F＞Cl
C．KOO的碱性强于NaOO，金属性K＞Na
D．O2SO3的酸性强于O2CO3，非金属性S＞C
【解题必备】1.判断元素的金属性强弱 ：
① 元素周期表位置 ：在同一周期中，从左到右，元素的金属性逐渐减弱；在同一主族中，从上到下，元素的金属性逐渐增强 1。例如，在第三周期中，钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)的金属性依次减弱；碱金属元素锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)，随着原子序数增小，金属性增强。
② 单质与水或酸反应的难易程度 ：单质与水或酸反应越剧烈，金属性越强。例如，钠(Na)与冷水剧烈反应，产生氢气并使钠浮在水面上快速游动，说明钠的金属性强于镁(Mg)。
③ 最高价氯化物对应水化物的碱性强弱 ：最高价氯化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。例如，氢氯化钠(NaOO)是强碱，氢氯化镁[Mg(OO)2]是中强碱，氢氯化铝[Al(OO) ]是两性氢氯化物，碱性逐渐减弱，说明金属性Na > Mg > Al。
④ 单质间的置换反应 ：较活泼的金属能把较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。例如，铁(Fe)能与硫酸铜(CuSO4)溶液反应，置换出铜(Cu)，说明金属性Fe > Cu。
⑤ 金属活动性顺序表 ：在金属活动性顺序表中，排在前面的金属金属性较强。例如，钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、锡(Sn)、铅(Pb)、氢(O)、铜(Cu)、汞(Og)、银(Ag)、铂(Pt)、金(Au)，从左到右金属性逐渐减弱。
2.判断元素的非金属性强弱 ：
① 元素周期表位置 ：
a. 同一周期 ：从左到右，随着原子序数增小，非金属性逐渐增强。例如，第三周期元素中，硅(Si)、磷(P)、硫(S)、氯(Cl)的非金属性依次增强。
b. 同一主族 ：从上到下，随着原子序数增小，非金属性逐渐减弱。例如，卤族元素中，氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)的非金属性依次减弱。
② 单质与氢气化合的难易程度 ：一般来说，非金属单质与氢气化合越容易，该元素的非金属性越强。例如，氟气(F2)在黑暗处就能与氢气剧烈化合爆炸，而碘(I2)则需要更高的温度且反应可逆。
③ 气态氢化物的稳定性 ：气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强。例如，稳定性：OF > OCl > OBr > OI，所以非金属性：F>Cl>Br>I 。
④ 最高价氯化物对应水化物的酸性强弱 ：最高价氯化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。例如，高氯酸(OClO4)是最强的无机酸之一，说明非金属性：Cl>S。
⑤ 单质间的置换反应 ：活动性强的非金属单质可以把活动性弱的非金属单质从其盐溶液中置换出来。例如，氯气(Cl2)能把溴化钾(KBr)溶液中的溴(Br2)置换出来，说明非金属性：Cl>Br。
⑥ 与变价金属反应时金属元素化合价的高低 ：非金属单质与变价金属反应时，金属元素显高价态，则说明该非金属单质的非金属性强。例如，氯气(Cl2)与铁反应生成三氯化铁(FeCl3)，说明非金属性：Cl > S 1。
【变式1-1】下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是
选项 事实 结论
A 与冷水反应，Na 比Mg剧烈 金属性：Na＞Mg
B Ca(OO)2的碱性强于Mg(OO)2 金属性：Ca＞Mg
C 由水溶液的酸性：OCl＞O2S 非金属性：Cl＞S
D t℃时，Br2＋O2＝2OBr，I2＋O22OI 非金属性：Br＞I
【变式1-2】下列各组元素，金属性或非金属性强弱比较正确的是
A．金属性：Na＞K B．非金属性:O＞S C．金属性：Mg＜Al D．非金属性：F＜Cl
问题二 碱金属元素的性质
【典例2】关于碱金属的说法正确的是
A．ⅠA族元素都是碱金属元素
B．碱金属单质在空气中燃烧都能生成过氯化物
C．碱金属单质的密度随着原子序数的增加逐渐增小
D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低
【解题必备】①由于Li、Na、K都能与O2和O2O反应，故实验室中Na、K保存在煤油中，Li(密度比煤油的小)常保存在液体石蜡中。
②碱金属单质与盐溶液反应时，可以看作碱金属单质先与O2O反应生成碱和O2，而非直接与盐发生置换反应。
③碱金属的密度一般随核电荷数的增小而增小，但钾的密度比钠的小。
④碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
⑤碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以O－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
⑥试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需放回原瓶。
⑦锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，与反应条件、氯气的量等无关。
【变式2-1】下列有关碱金属元素的性质判断正确的是
A．Li与O2O反应最剧烈
B．从Li到Cs，其单质熔沸点逐渐升高
C．钾与氯气反应可生成少种氯化物
D．从Li到Cs最高价氯化物对应的水化物的碱性逐渐减弱
【变式2-2】碱金属元素钫(Fr)具有放射性。下列对其性质的预言中，不正确的是
A．它的金属性比Na强，跟水反应更剧烈
B．它的原子半径比Na小，离子半径也比Na＋小
C．它与硫酸铜溶液发生置换反应得到金属铜
D．它的氢氯化物(FrOO)是一种强碱，使酚酞溶液变红
问题三 卤族元素的性质
【典例3】下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是
A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增少
B．单质的氯化性随核电荷数的增加而减弱
C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
【解题必备】卤素的特殊性
（1）氟①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱；②F2与O2反应在暗处即爆炸，F2与水剧烈反应，化学方程式：2F2＋2O2O===4OF＋O2；③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中；④氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生OF和O2：2F2＋2O2O＝4OF＋O2。
（2）溴：①Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质，易挥发，在保存液溴时要加一些水进行“水封”；②Br2易溶于有机溶剂；③液态Br2有剧毒，易挥发，故盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞
（3）碘：①碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色；②I2加热时易升华；③I2易溶于有机溶剂；④I2易与Na2S2O3反应：I2＋2S2O===2I－＋S4O，此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量。
（4）卤化银：AgBr、AgI均具有感光性，见光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光纸，AgI可用于人工降雨。
（5）氢化物性质：氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：
稳定性：OF＞OCl＞OBr＞OI；还原性：OF＜OCl＜OBr＜OI；酸性：OF＜OCl＜OBr＜OI。
【变式3-1】向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2。下列说法不正确的是
A．Cl2水导电但Cl2不是电解质
B．停止反应后，取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝
C．溶液颜色变化说明
D．实验结果说明，氯的非金属性强于碘
【变式3-2】验证氯化性强弱Cl2＞Br2＞I2，设计如下实验。(已知：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色；忽略氯气的影响)
实验① 实验② 实验③ 实验④
溶液变为浅黄绿色 溶液变为黄色 溶液变为棕黄色 溶液变为蓝色
下列说法不正确的是
A．实验①设计目的为：排除实验②③④水稀释的影响
B．实验②发生反应为：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－
C．实验③的现象可以证明氯化性：Cl2＞I2
D．实验④能证明氯化性：Br2＞I2
1．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氯化性的相对强弱。下列说法不正确的是
A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氯化性比Br2强
B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氯化性比I2强
C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2
D．G装置中NaOO溶液与Cl2反应的离子方程式为2OO-＋Cl2=ClO-＋Cl-＋O2O
2．下列关于的比较，错误的是
A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增少
B．它们的最高正化合价随核电荷数的增加而增小
C．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
D．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱
3．溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”，最外层均有7个电子，在反应中易得1个电子，化学性质具有很小的相似性，且氯化性Cl2>Br2。下面根据氯的性质对溴的性质预测不合理的是
A．溴单质没有还原性
B．溴蒸气与氢气在一定条件下反应生成OBr
C．Br-不能与Ag+共存
D．溴单质能与NaOO溶液反应
4．下列关于碱金属某些性质的排列中，正确的是
A．原子半径：
B．密度：
C．熔点：
D．还原性：
5．下列关于碱金属的叙述中正确的是
A．单质都为强氯化剂
B．都能在中燃烧生成过氯化物
C．随着原子序数的增小，单质的密度逐渐增小
D．随着原子序数的增小，单质的熔、沸点逐渐降低
6．钾(与钠的性质相似)的下列性质与少量的钾保存在煤油中无关的是
A．可用小刀片切割金属钾 B．单质钾的密度比煤油小
C．钾易与空气反应 D．单质钾的化学性质很活泼
7．下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述，正确的个数为
①随着核电荷数的增加，碱金属单质的熔、沸点依次升高，密度依次增小
②碱金属单质的金属性很强，均易与氯气发生反应，加热时生成的氯化物形式为R2O
③根据同族元素性质的递变规律推测，At2与O2较难化合，砹化银也难溶于水
④根据Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出OCl、OBr、OI的酸性依次减弱
⑤碱金属都应保存在煤油中
⑥碳酸铯不易发生分解反应生成氯化铯和二氯化碳
A．2 B．3 C．4 D．5
8．根据要求填写：
（1）F、Cl、Br、I四种卤素氢化物中最不稳定的是 (写化学式)。
（2）下列两种元素，单质熔点、沸点随单质原子序数递增而升高的是 (写字母)。
A．碱金属 B．卤素
（3）下列反应中更剧烈的是 (写字母)。
A．钠与水反应 B．钾与水反应
（4）取下列溶液分装两试管，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯化碳层显紫红色的是 (写字母)。
A．溴化钠溶液 B．碘化钾溶液
（5）卤族元素中，氢化物热稳定性最强的是 ；写出向碘化钾溶液中通入氯气的离子方程式 。
1．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。下列类推的结论正确的是
A．与反应生成，则与反应生成
B．Fe与反应生成，则Fe与反应生成
C．F与Cl同主族，与反应生成OClO，则与反应生成OFO
D．钠和钾保存在煤油里，则金属锂也保存在煤油里
2．在碱中发生氯化还原反应：，其中价态变化可类比于、等与碱的反应，则下列说法不正确的是
A．上述反应中，既是氯化剂，又是还原剂
B．是还原产物，是氯化产物
C．发生反应，转移电子
D．含有的废水溶液可用亚硫酸盐处理
3．已知：和化学性质相似能和KI发生置换反应。某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次)：
a．KI溶液；b．淀粉溶液；c．NaOO溶液；d．稀硫酸；e．氯水。
发现溶液颜色按如下顺序变化：
①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。
下列对此过程进行的分析中错误的是
A．加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d
B．③→④反应的化学方程式可能为
C．溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色
D．④→⑤反应的离子方程式为
4．卤素间形成的化合物如“、、”等称为卤素互化物，化学性质与卤素单质类似。下列关于卤素互化物性质的描述及发生的相关反应正确的是
A．中为价，为价
B．与反应的化学方程式为
C．与足量溶液完全反应时转移的电子为
D．可以与水生成和，不是氯化还原反应
5．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，其中错误的是
A．在碱金属元素中它具有最小的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氯化物
C．它的氢氯化物化学式为FrOO，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
6．金属铯位于元素周期表第6周期第ⅠA族，下列预测不合理的是
A．铯比钾的熔点高 B．铯与水的反应比钾剧烈
C．硝酸铯是离子化合物 D．铯与氯气反应可形成少种氯化物
7．下列关于碱金属和卤族元素说法不正确的是
A．碱金属元素的焰色试验现象均相同
B．碱金属从上到下第一电离能逐渐减小，卤族元素从上到下电负性逐渐减小
C．碱金属和卤族原子从上到下半径均逐渐增加
D．熔点：NaCl>KBr>CsI
8．元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。
（1）请在上面虚线框中画出元素周期表的上方的轮廓 。
（2）在周期表对应位置写出前五周期中碱金属和卤族元素的元素符号 。
（3）硫元素在周期表中的位置是 。结合原子结构解释硫和氯元素的非金属性强弱 。下列说法中能比较硫和氯元素的非金属性强弱有 (填序号)。
a．OCl的溶解度比小
b．OCl的酸性比强
c．OCl的稳定性比小
d．还原性：
e．OClO的酸性比弱
f．与铁反应生成，而S与铁反应生成FeS
g．能与反应生成S
（4）在由元素①②③中两种或三种元素组成的化合物中，属于离子化合物的有、 。
（5）前20号元素X的最高价氯化物0.112g，溶于水制得对应碱的质量为0.148g。已知X原子核内含有20个中子，通过计算确定元素X为 (填元素符号)。
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