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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
第3课时 原子结构与元素的性质
[模块导航] 模块一 知识网络构建 模块二 基础知识梳理 模块三 核心考点剖析（6个典例） 模块四 基础过关练（10题） 模块五 能力提升练（12题） [学习目标] 1.了解碱金属、卤素在周期表中的位置及其原子结构特点，了解原子结构与元素性质的关系。 2.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性，并能初步运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。
[知识网络构建]
[基础知识梳理]　
一、碱金属元素
1．原子结构特点
元素 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(Li) 3 1 2 0.152
钠(Na) 11 3 0.186
钾(K) 19 4 0.227
铷(Rb) 37 5 0.248
铯(Cs) 55 6 0.265
（1）相同点：碱金属元素原子的最外层都有1个电子。
（2）不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数不同。
2．相似性
(1)化学性质
最外层都有1个电子→易失去1个电子→单质具有很强的金属性，化合价都是+1价。（结构决定性质）
①碱金属单质都能与氧气等非金属单质反应。
②碱金属单质都能与水反应，其通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑。
(2)物理性质
银白色金属(Cs略带金色光泽)，质地较软，有延展性，密度较小，熔点较低，电和热的良导体。
3．递变性(Li→Cs)
(1)化学性质
随着核电荷数的递增，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。
①
②与O2的反应的程度越来越剧烈。
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与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_。
(2)物理性质
密度逐渐增大(K反常)，熔沸点逐渐降低_。
4．特殊性
(1)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封。
(2)碱金属元素的氢氧化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的强碱。
(3)碱金属元素从Li到Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na。
5．元素金属性强弱的判断标准
金属性比较 本质 原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目多少无关)
判断方法 ①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
⑤若Xn＋＋Y →X＋Ym＋，则Y比X的金属性强
⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
二、卤族元素
1．原子结构特点
元素 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
氟(F) 9 7 2 从上到下 由小到大
氯(Cl) 17 3
溴(Br) 35 4
碘(I) 53 5
（1）相同点：最外层电子数都是7个。
（2）不同点：核电荷数和电子层数不同。
2．卤素单质的物理性质
气体 物理性质
Cl2 黄绿色有刺激性气味的有毒气体，能溶于水(1:2)，易液化，密度比空气大
Br2 深红棕色液体，易挥发，有刺激性气味，有毒，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大，储存时要加水，水封，以防止挥发
I2 紫黑色固体，有光泽，易升华，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大
随着核电荷数的递增，卤素单质的颜色逐渐加深；状态由气→液→固；密度逐渐增大；熔沸点逐渐升高。
3．卤族元素性质的相似性和递变性
（1）相似性：最外层电子数都是7个，化学反应中都容易得到1个电子，都表现很强的非金属性（氧化性）。
（2）递变性：随着核电荷数和电子层的增加，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，元素原子的得电子能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。卤素单质的氧化性逐渐减弱。
4．氯、溴、碘单质间的置换
实验内容 操作方法 实验现象 化学方程式
氯置换溴 将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中，用力振荡试管 无色变橙色 Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2
氯置换碘 将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管 无色变棕褐色 Cl2＋2KI===2KCl＋I2　
溴置换碘 将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管 无色变棕褐色 Br2＋2KI===2KBr＋I2　
结论 氯能从可溶的溴化物和碘化物水溶液中置换出溴和碘，溴能置换出碘，说明氯比溴和碘活泼，溴比碘活泼，即氯、溴、碘单质的氧化性强弱为Cl2>Br2>I2
5．元素非金属性强弱的判断标准
非金属性比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目多少无关)
判断方法 ①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
【归纳总结】同主族元素的性质与原子结构的关系
[核心考点剖析]
考点一：碱金属元素
[典例1]下列有关碱金属的叙述正确的是
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．单质可从硫酸铜稀溶液中置换出铜
D．在自然界中没有游离态
【答案】D
【详解】A．Li在空气中燃烧只生成Li2O，A错误；
B．碱金属元素是指ⅠA族除氢外的金属元素，B错误；
C．碱金属均较活泼，例如钠和水生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠又和硫酸铜生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，C错误；
D．碱金属均较活泼，在自然界中没有游离态，D正确；
故选D。
[典例2]据报道、德国科学家实现了铷(Rb)原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五周期IA族。下列说法不正确的是
A．铷的原子序数为37
B．铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈
C．铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应
D．铷的氢氧化物是弱碱
【答案】D
【详解】A．铷的原子核内有37个质子，则原子序数为37，A说法正确；
B．铷的原子半径大于Na，则失电子能力大于Na，故放到水中会比钠跟水反应更剧烈，B说法正确；
C．铷的氧化物为碱性氧化物，则暴露在空气中易与CO2反应，C说法正确；
D．铷的失电子能力大于Na，则铷的氢氧化物是强碱，D说法错误；
答案为D。
[典例3]铯是制造光电管的主要材料，铯元素的部分信息如图所示。下列关于铯的说法中，不正确的是
A．原子序数为 55 B．是ⅠA 族元素
C．相对原子质量是 132.9 g·mol-1 D．金属性比钠强
【答案】C
【详解】A．根据信息可知，Cs的原子序数为55，A正确；
B．Cs的原子序数为55，属于碱金属元素，位于ⅠA 族，B正确；
C．相对原子质量是 132.9，C错误；
D．同族元素从上到下金属性依次增强，所以金属性：Cs＞Na，D正确；
故选C。
考点二：卤族元素
[典例4]将稍过量的氯气通入溴化钠溶液中，然后把溶液蒸干，再将剩余残渣灼烧，最后留下的物质是
A．溴单质 B．溴单质和氯化钠 C．氯化钠和溴化钠 D．氯化钠
【答案】D
【详解】因氧化性Cl2＞Br2，在含有NaBr中通入过量Cl2，可生成Br2与NaCl，其中Br2易挥发，将溶液蒸干，并将剩余残渣灼烧，最后剩余固体为NaCl，综上所述故选D。
[典例5]溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”，最外层均有7个电子，在反应中容易得1个电子，化学性质具有很大的相似性，氧化性，下面根据氯的性质对溴的性质预测合理的是
A．溴单质只具有氧化性
B．溴蒸气与氢气在加热下反应生成HBr
C．还原性比弱
D．溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr和HBrO
【答案】B
【详解】A．溴单质化合价既可升高，也可降低，因此既有氧化性又有还原性，故A不符合题意；
B．氯气与氢气在点燃条件下反应生成HCl，溴蒸气与氢气在加热下反应生成HBr，故B符合题意；
C．氧化性，则还原性比强，故C不符合题意；
D．溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr、NaBrO和水，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
[典例6]某同学进行如下实验：
实验 操作和现象
Ⅰ 向溴水中滴加少量，振荡，层显橙色
Ⅱ 向碘水中滴加少量，振荡，层显紫色
Ⅲ 向KBr、KI的混合液中加入，然后滴加氯水，振荡后层显紫色；再滴加氯水，振荡后紫色褪去；继续滴加氯水，振荡后层变为橙色
下列分析错误的是
A．Ⅰ和Ⅱ为对照组
B．Ⅰ中层显橙色，说明层含
C．Ⅲ中层显紫色，说明的氧化性强于
D．Ⅲ中层变为橙色，说明水层中不含
【答案】C
【详解】A．Ⅰ和Ⅱ分别为向溴水、碘水中滴加CCl4，振荡，可以看到溴、碘溶于CCl4中的颜色，以便为Ⅲ提供颜色对照，所以Ⅰ和Ⅱ为对照组，故A正确；
B．Br2在CCl4中显橙色，Ⅰ中 CCl4 层显橙色，说明 CCl4 层含 Br2，故B正确；
C．Ⅲ中 CCl4 层显紫色，是氯水中的Cl2和KI发生置换反应生成I2，说明Cl2 的氧化性强于 I2；Cl2没有和Br -反应而和I-反应说明I-的还原性强于Br -，可得出结论：Br2的氧化性强于I2，故C错误；
D．向KBr、KI的混合液中加入 CCl4 ，然后滴加氯水，振荡后 CCl4 层显紫色说明I-的还原性强于Br -；继续滴加氯水，振荡后 CCl4 层变为橙色，说明Cl2和Br-发生反应生成Br2，说明水层中不含I-，故D正确；
故选C。
[基础过关练]
1．随着原子序数的增加，碱金属元素有关性质的递变规律错误的是
A．最高正化合价增大 B．原子半径增大
C．熔沸点降低 D．氢氧化物碱性增强
【答案】A
【详解】A．碱金属是同一主族ⅠA的元素，最外层电子数均为1个，故最高正化合价均为+1价，A错误；
B．同一主族从上往下，原子序数的增加，原子半径增大，B正确；
C．碱金属元素从Li到Cs的熔沸点依次降低，C正确；
D．碱金属从上往下，金属性增强，氢氧化物碱性增强，D正确；
故答案为：A。
2．下列关于碱金属和卤素单质的有关说法正确的是
A．随原子序数递增，碱金属密度一定增大 B．碱金属都呈银白色
C．液溴采用水封法保存 D．碘的升华是化学变化
【答案】C
【详解】A．随着原子序数增大，碱金属密度呈增大趋势，但是K的密度比Na小，A错误；
B．碱金属中Cs为金黄色，其余为银白色，B错误；
C．由于Br2易挥发，且密度比水大，故可采用水封法抑制其挥发，C正确；
D．碘的升华属于物理变化，D错误；
故答案选C。
3．下列有关溴、碘的说法中正确的是
A．溴和碘只能从海水中提取
B．单质溴溶解在四氯化碳中呈现紫红色
C．在碘化钾溶液中加入淀粉溶液呈蓝色
D．存放液溴的试剂瓶要用橡皮塞密封并用水封
【答案】A
【详解】A．溴和碘在陆地上的含量极少，而在海水中含量丰富，因此只能从海水中提取，故A正确；
B．单质溴溶于水呈橙黄色，溶于四氯化碳呈橙红色，故B错误；
C．碘化钾中的碘是碘离子，不能使淀粉溶液变蓝，故C错误；
D．溴具有挥发性，存放时加水液封，防止挥发，但液溴会腐蚀橡胶，不能用橡胶塞存放液溴，故D错误；
答案选A。
4．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，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C．金属性：K>Na>Li
D．碱金属元素原子最外层电子数相同
【答案】B
【详解】A．Li的金属性比Na弱，故Li与水反应不如Na与水反应剧烈，A正确；
B．K非常活泼，可以和水法神反应，把K投入到NaCl溶液中，K会立即和水发生反应，不会置换出金属Na，B错误；
C．同主族元素从上到下金属性依次增强，C正确；
D．碱金属元素均为第一主族元素，同主族元素最外层电子数相同，D正确；
故选B。
5．某课外小组同学通过实验发现钾和钠的化学性质相似。下列解释最合理的是
A．都属于金属元素 B．原子的最外层电子数相同
C．元素的最高正化合价相同 D．原子半径相差不大
【答案】B
【详解】决定元素化学性质的主要因素是最外层电子数，钠和钾都位于元素周期表IA族，最外层电子数相同，所以化学性质相似，故选B。
6．下列有关碱金属元素的性质判断正确的是
A．Rb与H2O反应最剧烈
B．K比Na活泼，故K可以从NaCl溶液中置换出Na
C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强
【答案】D
【分析】从Li到Fr，金属性逐渐增强。
【详解】A．Fr的金属性最强，与H2O反应最剧烈，A错误；
B．K比Na活泼，与水剧烈反应，不能置换出NaCl溶液中的Na，B错误；
C．碱金属的阳离子具有一定的氧化性，但不强，C错误；
D．从Li到Cs，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的引力逐渐减小，失电子能力增强，D正确；
答案选D。
7．下列叙述正确的是
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
【答案】C
【详解】A．Li在空气中燃烧只生成Li2O，故A错误；
B．碱金属元素是指ⅠA族除氢外的金属元素，故B错误；
C．钠比镁金属性强，能在熔融状态下置换出氯化镁中的镁单质，故C正确；
D．Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，故D错误；
故选：C。
8．将少量通入溶液中，再加入，振荡后静置，对该实验的描述，错误的是
A．在该实验中作萃取剂 B．该实验能证明的非金属性比I的强
C．形成均匀的紫红色溶液 D．该实验能说明的还原性比的强
【答案】C
【分析】氧化性大于，因此少量通入溶液中将生成，再加入，不溶于水且密度比水大，在中的溶解度大于在水中的溶解度，因此将溶解于中，溶液出现分层，上层为无色的与KCl的混合溶液，下层为的溶液，呈紫红色。
【详解】A．CCl4不溶于水，I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，则CCl4可用作萃取剂，故A说法正确；
B．下层CCl4溶液呈紫红色，说明Cl2从KI中置换出了碘单质，证明氯元素比碘元素的非金属性强，故B说法正确；
C．上层溶液呈无色，下层溶液呈紫红色，故C说法错误；
D．所发生反应的离子方程式为：Cl+2I-=2C1-+I2，Cl2为氧化剂，Cl-是还原产物，I-是还原剂，则I-的还原性比Cl-的还原性强。故D说法正确。
故选：C。
9．在含有KCl、KBr、KI的溶液中，通入过量的氯气，然后将溶液蒸干、灼烧后所得到的固体是
A．KBr B．KCl C．KBr、KCl D．KCl、Br2、I2
【答案】B
【详解】还原性：I->Br->Cl-，在含有KCl、KBr、KI的溶液中，通入过量的氯气，依次发生Cl2+2KI=2KCl+I2，Cl2+2KBr=2KCl+Br2，反应后得到I2、KCl、Br2和水的混合物，然后将溶液蒸干、灼烧，水蒸发，Br2挥发，I2升华，最后得到KCl固体，B符合题意；
选B。
10．下列关于碘和溴的性质说法中，错误的是
A．溴在常温下呈液态，易挥发
B．碘在常温下为紫黑色的固体，易溶于水
C．溴可以溶于水，更易溶于四氯化碳等有机溶剂
D．碘在气体时为紫色，溶于水呈棕黄色，溶于四氯化碳呈紫色
【答案】B
【详解】A．溴单质在常温下为液体，容易挥发，A正确；
B．碘单质在常温下为紫黑色固体，难溶于水，B错误；
C．溴可溶于水，在四氯化碳等有机溶剂中溶解度更大，更易溶，C正确；
D．碘蒸汽为紫色，碘水为棕黄色，碘的四氯化碳溶液呈紫色，D正确；
故选B。
[能力提升练]
1．已知有钠、钾及钠钾合金，对于它们三者熔点高低比较正确的是
A．钠钾合金＞钠＞钾 B．钠＞钾＞钠钾合金
C．钠＞钠钾合金＞钾 D．钾＞钠钾合金＞钠
【答案】B
【分析】合金的熔点比各成分金属的熔点低，碱金属的熔点随原子序数的增大而减小，以此来解答。
【详解】合金的熔点比各成分的熔点低，碱金属的熔点随原子序数的增大而减小，则熔点为钠>钾>钠和钾的合金，
故答案选B。
2．下列关于碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序叙述中不正确的是
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电子表现出强还原性
B．单质的熔点和沸点依次递减
C．单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物
D．原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强
【答案】C
【详解】A．Li、Na、K、Rb、Cs原子最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去1个电子表现出强还原性，故A正确；
B．碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序，半径依次增大，金属键依次减弱，熔沸点依次降低，故B正确；
C．锂在空气中燃烧生成氧化锂，故C错误；
D．碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序，原子半径逐渐增大，金属性依次增强，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强，故D正确；
故选C。
3．下列说法中，正确的是
A．碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其它金属。
B．碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物。
C．随核电荷数增加，碱金属单质溶、沸点降低。
D．碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越弱。
【答案】C
【详解】A．K、Na等过于活泼的碱金属先和水反应，生成强碱，而不是与盐溶液发生置换反应，故A错误；
B．金属Li在空气中燃烧生成氧化锂，金属钾在空气中燃烧生成超氧化钾，只有金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠，故B错误；
C．随核电荷数增加，其阳离子半径越来越大，与自由电子的作用力越来越弱，所以碱金属单质溶、沸点降低，故C正确；
D．碱金属的原子半径越大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，则越易失电子，其还原性越强，故D错误。
答案选C。
4．某小组为了探究卤素的性质，设计一组实验，实验结果如下：
序号 操作 现象
① 5 mL0.1 mol/LKI淀粉溶液中滴加少量新制氯水 溶液变蓝色，不褪色
② 5 mL0.1 mol/L NaBr溶液中滴加少量新制氯水和CCl4振荡，静置 溶液分层，下层呈红棕色
③ 在新制氯水中，滴几滴0.1 mol/L KI淀粉溶液 溶液先变蓝色，后褪色
④ 在新制氯水中，滴几滴0.1 mol/LNaBr溶液和CCl4，振荡、静置 溶液分层，下层呈红棕色
⑤ 取少量③中褪色后溶液分成甲、乙两份。在甲中滴加淀粉溶液；在乙中滴加适量KI溶液 甲中不变色；乙中变蓝色
下列推断正确的是
A．上述实验说明氧化性：Cl2＞Br2＞I2 B．实验⑤说明氯水氧化了I2
C．实验④说明氯水不能氧化Br2 D．实验③说明氯水氧化I2生成了HIO3
【答案】C
【分析】利用氧化还原反应中物质的氧化性：氧化剂＞氧化产物，及I2遇淀粉溶液变为蓝色，Br2的水溶液显红棕色，Br2、I2易溶于有机溶剂CCl4中，CCl4是密度比水大于水互不相溶的性质分析。
【详解】A．根据实验①可知物质的氧化性：Cl2＞I2，根据实验②可知物质的氧化性：Br2＞I2，但不能确定Br2、I2的氧化性的强弱，A错误；
B．实验⑤中试管里有过量的氯水，可能是氯水氧化了KI，也可能是氧化了I2，B错误；
C．实验④中氯水过量，下层仍然呈红棕色，说明氯水不能氧化溴单质，C正确；
D．实验③可能氧化了I2，但不能确定氧化产物，因为，，D错误；
故合理选项是C。
5．向盛有碘水的A、B的两个试管中，分别加入四氯化碳和酒精，振荡、静置，最后观察到
A．都分两层，下层有颜色
B．都分两层，上层有颜色
C．都分两层，加四氯化碳的试管中下层有颜色；加酒精的试管中上层有颜色
D．加四氯化碳的试管分层，上层无色，下层有颜色；加酒精的试管不分层，有颜色
【答案】D
【详解】酒精与水混溶，向碘水中加入酒精，振荡，液体不分层，整个混合溶液都有颜色；四氯化碳与水互不相溶，且其密度比水大，碘在四氯化碳中的溶解度比水中大，故碘水中加入四氯化碳，充分振荡后，液体分层，下层颜色深，上层几乎无色，故合理选项是D。
6．有淀粉溶液在白纸上写字，干了之后，喷洒哪种溶液，使得“白色字”变成“蓝色字”
A．碘化钾溶液 B．白醋 C．碘水 D．溴水
【答案】C
【详解】淀粉调制的液体在白纸上写字，然后在白纸上洒碘酒能把字显示出来，利用了淀粉遇碘变蓝的特性，综上所述故选C。
7．下列物质的保存方法正确的是。
A．少量液溴保存在棕色细口瓶中，并要加水液封。
B．新制氯水保存在无色广口瓶中，并放置在阴暗处。
C．固体碘保存在无色细口瓶中，并要加水液封。
D．漂白粉无需密封保存，放置在阴凉处即可
【答案】A
【详解】A．液溴有挥发性，所以保存在棕色细口瓶中，并要加水液封，选项A正确；
B．新制氯水是见光易分解的液体试剂，应保存在棕色细口试剂瓶中，选项B错误；
C．碘是易升华的固体，单质碘要保存在棕色广口瓶中，并放置在阴凉处，选项C错误；
D．漂白粉中次氯酸钙易与空气中水和二氧化碳反应生成次氯酸，次氯酸见光分解，所以漂白粉要密封存放于干燥阴凉处，选项D错误；
答案选A。
8．下列叙述中错误的是
A．能使润湿的淀粉试纸变成蓝色的物质不一定是
B．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加少量水进行水封
C．某溶液中加入，层显紫色，证明原溶液中存在
D．碘易升华，可用加热升华法除去NaCl中混有的
【答案】C
【详解】A．只要能把碘化钾氧化成碘单质的物质都能使湿润的淀粉试纸变蓝，A正确；
B．因为液溴易挥发，在试剂瓶中存放时应加少量水进行水封，B正确；
C．某溶液中加入四氯化碳，四氯化碳层显紫色证明存在而不是，C不正确；
D．NaCl稳定，碘易升华，可通过加热的方法除去NaCl中混有的，D正确。
故选C。
9．下列关于铯（Cs）的叙述正确的是
A．它位于周期表的第五周期、第I主族
B．硝酸铯是离子化合物
C．氢氧化铯是弱碱
D．在钠、钾、铷、铯四种单质中，铯的熔点最高
【答案】B
【详解】A.根据Cs的原子结构可知：Cs位于元素周期表的第五周期、第IA族，A正确；
B.硝酸铯是强酸HNO3与强碱CsOH形成的盐，属于离子化合物，B正确；
C.元素的金属性越强，其相应的最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强。由于Cs元素的金属性很强，因此氢氧化铯是一种强碱，C错误；
D.同一主族的元素，从上到下元素的金属性逐渐增强，元素的金属性越强，其相应的金属内的金属键就越弱，断裂消耗的能量就越低，物质的熔沸点就越低。在钠、钾、铷、铯四种金属单质中，铯金属性最强，因此铯的熔点最低，D错误；
故合理选项是B。
10．溴化碘(IBr)的化学性质跟Cl2、Br2和I2相似，下列有关溴化碘的叙述中，错误的是
A．溴化碘通常作氧化剂
B．溴化碘跟水的反应属于氧化还原反应
C．溴化碘跟NaOH溶液反应后生成NaBr、NaIO和水
D．溴化碘能跟多数金属反应生成溴化物及碘化物
【答案】B
【详解】A．由题给信息可知，溴化碘(IBr)的化学性质跟Cl2、Br2和I2相似，而Cl2、Br2和I2在反应中通常作氧化剂，所以溴化碘通常作氧化剂，A正确；
B．溴化碘跟水反应的化学方程式为IBr+H2O=HBr+HIO，元素的化合价没有发生改变，属于非氧化还原反应，B错误；
C．溴化碘跟NaOH溶液反应，可认为溴化碘先跟水反应，反应的产物HBr、HIO再跟NaOH反应，所以最终生成NaBr、NaIO和水，C正确；
D．溴化碘(IBr)的化学性质跟Cl2、Br2和I2相似，所以溴化碘能跟多数金属反应，生成溴化物、碘化物等，D正确；
故选B。
11．根据下表回答问题。
(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)F　K　2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑
(2)　(3)HF　HBr　(4)HClO4
【详解】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。
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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
第3课时 原子结构与元素的性质
[模块导航] 模块一 知识网络构建 模块二 基础知识梳理 模块三 核心考点剖析（6个典例） 模块四 基础过关练（10题） 模块五 能力提升练（12题） [学习目标] 1.了解碱金属、卤素在周期表中的位置及其原子结构特点，了解原子结构与元素性质的关系。 2.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性，并能初步运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。
[知识网络构建]
[基础知识梳理]　
一、碱金属元素
1．原子结构特点
元素 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(Li) 3 1 2 0.152
钠(Na) 11 3 0.186
钾(K) 19 4 0.227
铷(Rb) 37 5 0.248
铯(Cs) 55 6 0.265
（1）相同点：碱金属元素原子的最外层都有 电子。
（2）不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数 。
2．相似性
(1)化学性质
最外层都有 个电子→易 电子→单质具有很强的 性，化合价都是+1价。（结构决定性质）
①碱金属单质都能与 等非金属单质反应。
②碱金属单质都能与水反应，其通式为 。
(2)物理性质
色金属(Cs略带金色光泽)，质地 ，有延展性，密度 ，熔点 ，电和热的良导体。
3．递变性(Li→Cs)
(1)化学性质
随着核电荷数的递增，碱金属元素原子的电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的吸引力逐渐 ，失电子能力逐渐 ，故从锂到铯，金属性逐渐 。
①
②与O2的反应的程度越来越 。
③与H2O的反应越来越 ，如K与H2O反应可能会发生 爆炸，Rb与Cs遇水发生 爆炸。
④最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐 ，CsOH的碱性 。
(2)物理性质
密度逐渐 (K反常)，熔沸点逐渐 。
4．特殊性
(1)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封。
(2)碱金属元素的氢氧化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的强碱。
(3)碱金属元素从Li到Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na。
5．元素金属性强弱的判断标准
金属性比较 本质 原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目多少无关)
判断方法 ①在金属活动性顺序表中越靠前，
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，
⑤若Xn＋＋Y →X＋Ym＋，则Y比X的金属性强
⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
二、卤族元素
1．原子结构特点
元素 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
氟(F) 9 7 2 从上到下 由小到大
氯(Cl) 17 3
溴(Br) 35 4
碘(I) 53 5
（1）相同点：最外层电子数都是 。
（2）不同点：核电荷数和电子层数 。
2．卤素单质的物理性质
气体 物理性质
Cl2 有刺激性气味的有毒气体，能溶于水(1:2)，易液化，密度比空气大
Br2 液体，易挥发，有刺激性气味，有毒，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大，储存时要加水，水封，以防止挥发
I2 固体，有光泽，易升华，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大
随着核电荷数的 ，卤素单质的颜色逐渐 ；状态由气→液→固；密度逐渐 ；熔沸点逐渐 。
3．卤族元素性质的相似性和递变性
（1）相似性：最外层电子数都是 ，化学反应中都容易得到 电子，都表现很强的 。
（2）递变性：随着核电荷数和电子层的 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的吸引力逐渐 ，元素原子的得电子能力逐渐 ，元素的非金属性逐渐 。卤素单质的氧化性逐渐 。
4．氯、溴、碘单质间的置换
实验内容 操作方法 实验现象 化学方程式
氯置换溴 将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中，用力振荡试管 无色 变 色
氯置换碘 将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管 无色 变 色
溴置换碘 将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管 无色 变 色
结论 氯能从可溶的溴化物和碘化物水溶液中置换出 ，溴能置换出 ，说明氯比溴和碘活泼，溴比碘活泼，即氯、溴、碘单质的氧化性强弱为Cl2>Br2>I2
5．元素非金属性强弱的判断标准
非金属性比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目多少无关)
判断方法 ①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，
④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的
【归纳总结】同主族元素的性质与原子结构的关系
[核心考点剖析]
考点一：碱金属元素
[典例1]下列有关碱金属的叙述正确的是
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．单质可从硫酸铜稀溶液中置换出铜
D．在自然界中没有游离态
[典例2]据报道、德国科学家实现了铷(Rb)原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五周期IA族。下列说法不正确的是
A．铷的原子序数为37
B．铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈
C．铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应
D．铷的氢氧化物是弱碱
[典例3]铯是制造光电管的主要材料，铯元素的部分信息如图所示。下列关于铯的说法中，不正确的是
A．原子序数为 55 B．是ⅠA 族元素
C．相对原子质量是 132.9 g·mol-1 D．金属性比钠强
考点二：卤族元素
[典例4]将稍过量的氯气通入溴化钠溶液中，然后把溶液蒸干，再将剩余残渣灼烧，最后留下的物质是
A．溴单质 B．溴单质和氯化钠 C．氯化钠和溴化钠 D．氯化钠
[典例5]溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”，最外层均有7个电子，在反应中容易得1个电子，化学性质具有很大的相似性，氧化性，下面根据氯的性质对溴的性质预测合理的是
A．溴单质只具有氧化性
B．溴蒸气与氢气在加热下反应生成HBr
C．还原性比弱
D．溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr和HBrO
[典例6]某同学进行如下实验：
实验 操作和现象
Ⅰ 向溴水中滴加少量，振荡，层显橙色
Ⅱ 向碘水中滴加少量，振荡，层显紫色
Ⅲ 向KBr、KI的混合液中加入，然后滴加氯水，振荡后层显紫色；再滴加氯水，振荡后紫色褪去；继续滴加氯水，振荡后层变为橙色
下列分析错误的是
A．Ⅰ和Ⅱ为对照组
B．Ⅰ中层显橙色，说明层含
C．Ⅲ中层显紫色，说明的氧化性强于
D．Ⅲ中层变为橙色，说明水层中不含
[基础过关练]
1．随着原子序数的增加，碱金属元素有关性质的递变规律错误的是
A．最高正化合价增大 B．原子半径增大
C．熔沸点降低 D．氢氧化物碱性增强
2．下列关于碱金属和卤素单质的有关说法正确的是
A．随原子序数递增，碱金属密度一定增大 B．碱金属都呈银白色
C．液溴采用水封法保存 D．碘的升华是化学变化
3．下列有关溴、碘的说法中正确的是
A．溴和碘只能从海水中提取
B．单质溴溶解在四氯化碳中呈现紫红色
C．在碘化钾溶液中加入淀粉溶液呈蓝色
D．存放液溴的试剂瓶要用橡皮塞密封并用水封
4．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，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C．金属性：K>Na>Li
D．碱金属元素原子最外层电子数相同
5．某课外小组同学通过实验发现钾和钠的化学性质相似。下列解释最合理的是
A．都属于金属元素 B．原子的最外层电子数相同
C．元素的最高正化合价相同 D．原子半径相差不大
6．下列有关碱金属元素的性质判断正确的是
A．Rb与H2O反应最剧烈
B．K比Na活泼，故K可以从NaCl溶液中置换出Na
C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强
7．下列叙述正确的是
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
8．将少量通入溶液中，再加入，振荡后静置，对该实验的描述，错误的是
A．在该实验中作萃取剂 B．该实验能证明的非金属性比I的强
C．形成均匀的紫红色溶液 D．该实验能说明的还原性比的强
9．在含有KCl、KBr、KI的溶液中，通入过量的氯气，然后将溶液蒸干、灼烧后所得到的固体是
A．KBr B．KCl C．KBr、KCl D．KCl、Br2、I2
10．下列关于碘和溴的性质说法中，错误的是
A．溴在常温下呈液态，易挥发
B．碘在常温下为紫黑色的固体，易溶于水
C．溴可以溶于水，更易溶于四氯化碳等有机溶剂
D．碘在气体时为紫色，溶于水呈棕黄色，溶于四氯化碳呈紫色
[能力提升练]
1．已知有钠、钾及钠钾合金，对于它们三者熔点高低比较正确的是
A．钠钾合金＞钠＞钾 B．钠＞钾＞钠钾合金
C．钠＞钠钾合金＞钾 D．钾＞钠钾合金＞钠
2．下列关于碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序叙述中不正确的是
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电子表现出强还原性
B．单质的熔点和沸点依次递减
C．单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物
D．原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强
3．下列说法中，正确的是
A．碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其它金属。
B．碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物。
C．随核电荷数增加，碱金属单质溶、沸点降低。
D．碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越弱。
4．某小组为了探究卤素的性质，设计一组实验，实验结果如下：
序号 操作 现象
① 5 mL0.1 mol/LKI淀粉溶液中滴加少量新制氯水 溶液变蓝色，不褪色
② 5 mL0.1 mol/L NaBr溶液中滴加少量新制氯水和CCl4振荡，静置 溶液分层，下层呈红棕色
③ 在新制氯水中，滴几滴0.1 mol/L KI淀粉溶液 溶液先变蓝色，后褪色
④ 在新制氯水中，滴几滴0.1 mol/LNaBr溶液和CCl4，振荡、静置 溶液分层，下层呈红棕色
⑤ 取少量③中褪色后溶液分成甲、乙两份。在甲中滴加淀粉溶液；在乙中滴加适量KI溶液 甲中不变色；乙中变蓝色
下列推断正确的是
A．上述实验说明氧化性：Cl2＞Br2＞I2 B．实验⑤说明氯水氧化了I2
C．实验④说明氯水不能氧化Br2 D．实验③说明氯水氧化I2生成了HIO3
5．向盛有碘水的A、B的两个试管中，分别加入四氯化碳和酒精，振荡、静置，最后观察到
A．都分两层，下层有颜色
B．都分两层，上层有颜色
C．都分两层，加四氯化碳的试管中下层有颜色；加酒精的试管中上层有颜色
D．加四氯化碳的试管分层，上层无色，下层有颜色；加酒精的试管不分层，有颜色
6．有淀粉溶液在白纸上写字，干了之后，喷洒哪种溶液，使得“白色字”变成“蓝色字”
A．碘化钾溶液 B．白醋 C．碘水 D．溴水
7．下列物质的保存方法正确的是。
A．少量液溴保存在棕色细口瓶中，并要加水液封。
B．新制氯水保存在无色广口瓶中，并放置在阴暗处。
C．固体碘保存在无色细口瓶中，并要加水液封。
D．漂白粉无需密封保存，放置在阴凉处即可
8．下列叙述中错误的是
A．能使润湿的淀粉试纸变成蓝色的物质不一定是
B．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加少量水进行水封
C．某溶液中加入，层显紫色，证明原溶液中存在
D．碘易升华，可用加热升华法除去NaCl中混有的
9．下列关于铯（Cs）的叙述正确的是
A．它位于周期表的第五周期、第I主族
B．硝酸铯是离子化合物
C．氢氧化铯是弱碱
D．在钠、钾、铷、铯四种单质中，铯的熔点最高
10．溴化碘(IBr)的化学性质跟Cl2、Br2和I2相似，下列有关溴化碘的叙述中，错误的是
A．溴化碘通常作氧化剂
B．溴化碘跟水的反应属于氧化还原反应
C．溴化碘跟NaOH溶液反应后生成NaBr、NaIO和水
D．溴化碘能跟多数金属反应生成溴化物及碘化物
11．根据下表回答问题。
(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)。
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