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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
目
录
知识点二　卤族元素
课时作业
知识点一　碱金属元素
即时演练
1.宏观辨识与微观探析:能从原子水平认识碱金属元素与卤素的结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念,并理解其性质的相似性和递变规律。2.科学探究与创新意识:能依据“碱金属元素、卤素性质的比较”实验要求的需要,完成碱金属元素、卤素性质的比较实验,会根据实验现象形成初步结论。
核心素养发展目标
一
知识点一　碱金属元素
1.元素的性质与原子结构的关系
(1)金属性
金属元素的原子最外层电子一般少于__个,在化学反应中容易____电子,具有金属性。
(2)非金属性
非金属元素的原子最外层电子一般多于__个,在化学反应中容易____电子,具有非金属性。
(3)结论:原子结构决定元素的____。
4
失去
4
得到
性质
2.碱金属元素的原子结构
元素 名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素 符号 ____ ____ __ ____ ____
原子 结构 示意图
Li
Na
K
Rb
Cs
元素 名称 锂 钠 钾 铷 铯
原子 半径/ nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
最外层电子数均为__,易____电子而具有较强金属性
随着核电荷数的增加,电子层数逐渐____,原子半径逐渐____
1
失去
增多
增大
3.碱金属的化学性质
(1)钠、钾与氧气反应
实验装置
实验现象 都能在空气中燃烧,钾燃烧更剧烈
化学 方程式 2Na+O2 Na2O2
(钾与氧气反应生成多种氧化物,在中学阶段不作介绍)
实验结论 金属的活泼性:K__Na
>
(2)钠、钾与水反应
反应 钠与水的反应 钾与水的反应
实验 操作
实验 现象 相同点:金属__在水面上;金属__成光亮的小球;小球__________;发出“嘶嘶”的响声;反应后的溶液呈__色。 不同点:钾与水的反应有轻微爆炸声或着火燃烧
浮
熔
不停地游动
红
反应 钠与水的反应 钾与水的反应
化学方 程式 _________________________ ________________________
实验 结论 与水反应剧烈程度:K__Na; 金属的活泼性:K__Na
(3)碱金属元素的化学性质与原子结构之间的关系
从Li→Cs,随着核电荷数的增加,电子层数逐渐____→原子半径逐渐____→原子核对最外层电子的引力逐渐____→原子失去最外层电子的能力逐渐____→元素的金属性逐渐____。
2Na+2H2O 2NaOH+H2↑
2K+2H2O 2KOH+H2↑
>
>
增多
增大
减弱
增强
增强
4.碱金属单质的物理性质
银白
较小
降低
铷元素是一种碱金属元素,金属性强,是地球上发现的所有元素中具有较高正电性和最大光电效应的元素。
问题探究
(1)依据钠、钾的化学性质推测,铷在空气中燃烧的产物只有Rb2O2吗
提示:不是,铷在空气中燃烧生成多种氧化物。
(2)Rb能否与水剧烈反应 若反应,写出反应的化学方程式。
提示:铷能与水剧烈反应,化学方程式为2Rb+2H2O 2RbOH+H2↑。
(3)依据钠与水、铷与水反应的剧烈程度,你能发现与它们的原子结构有什么关系吗
提示:铷与水反应比钠与水反应剧烈得多,铷的电子层数比钠多,原子半径比钠大,失电子能力比钠强。
C
1.下列有关碱金属元素的性质判断正确的是 (　 　)
A.Li与H2O反应最剧烈
B.从Li到Cs,其单质熔、沸点逐渐升高
C.钾与氧气反应可生成多种氧化物
D.从Li到Cs,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱
解析:A项,从Li到Cs,金属性逐渐增强,锂与水反应最不剧烈;B项,碱金属元素从上到下,其单质熔、沸点逐渐降低;C项,钾与氧气反应可生成多种氧化物;D项,从Li到Cs,金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强。
2.北斗卫星导航系统中使用了多种原子钟,包括氢原子钟、铷(Rb)原子钟、铯(Cs)原子钟等,37Rb和55Cs都属于第ⅠA族元素,下列描述正确的是(　 　)
A.金属性:Rb>Cs
B.Rb和Cs单质都可与O2反应
C.碱金属单质都能在空气中稳定存在
D.Rb、Cs和Na单质都能与水反应,但Na更剧烈
B
解析:在第ⅠA族中,从上到下原子半径增大,金属性增强,Cs的金属性强于Rb,A错误;碱金属单质均能与氧气反应,B正确;碱金属单质易与空气中的水和氧气反应,不能在空气中稳定存在,C错误;Rb、Cs和Na单质都能与水反应,但碱金属与水反应的剧烈程度随原子序数增加而增强,Rb和Cs与水的反应比Na与水反应更剧烈,D错误。
3.可能存在的第119号元素被称为“类钫”,据元素周期表结构及元素性质变化趋势,下列有关“类钫”的预测说法不正确的是 (　 　)
A.“类钫”在化合物中呈+1价
B.“类钫”属于过渡元素,具有放射性
C.“类钫”与冷水反应可能爆炸
D.“类钫”单质熔点较低
解析:119号元素位于第八周期第ⅠA族,属于碱金属元素,在化合物中呈+1价,A正确;“类钫”不属于过渡元素,B错误;“类钫”属于碱金属,金属性最强,所以“类钫”单质熔点较低,与冷水反应可能爆炸,C、D正确。
B
1.从原子结构角度认识碱金属元素性质的相似性和递变性
名师点拨
2.碱金属的特殊性质
(1)单质Na、K通常保存在煤油中,Li通常用固体石蜡密封。
(2)碱金属单质中只有Li与O2反应的产物为一种(Li2O),其他单质与O2反应的产物至少有两种。
(3)碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物中只有LiOH的溶解度相对较小,其他均为易溶于水的强碱。
(4)碱金属单质与盐溶液反应时,可以看作碱金属单质先与H2O反应生成碱和H2,而非直接与盐发生置换反应。
二
知识点二　卤族元素
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 ______ 色气体 ____ 色气体 ______ 色液体 ____
色固体
密度
熔、沸点
1.卤素单质的主要物理性质
注:卤素还包括砹(At)和 (Ts),砹和 都是放射性元素,在中学阶段不讨论。
淡黄绿
黄绿
深红棕
紫黑
增大
升高
2.卤族元素的原子结构
元素名称 氟 氯 溴 碘
元素符号 __ ____ ____ __
原子结 构示意图
F
Cl
Br
I
元素名称 氟 氯 溴 碘
原子 半径/nm 0.071 0.099 0.114 0.132
相同点 最外层均有__个电子,易____电子而具有较强的非金属性
递变性 随着核电荷数的增加,电子层数逐渐____,原子半径逐渐____
7
得到
增多
增大
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气的反应
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 H2+F2 2HF 氟化氢很稳定
Cl2 光照或点燃 H2+Cl2 2HCl 氯化氢较稳定
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物
稳定性
Br2 加热到一定温度 H2+Br2 2HBr 溴化氢不如氯化氢稳定
I2 不断加热 H2+I2 2HI 碘化氢不稳定,在同一条件下同时分解为H2和I2
结论 从F2到I2,与H2化合越来越__,生成的简单氢化物稳定性逐渐____,元素的非金属性逐渐____
难
减弱
减弱
(2)卤素单质间的置换反应的实验探究
实验操作 实验现象 离子方程式 结论
振荡,静置后,溶液由无色变为橙黄色 ____________________ 氧化性:
__________
振荡,静置后,溶液由无色变为棕褐色 ____________________
振荡,静置后,溶液由无色变为褐色 ____________________
2Br-+Cl2 Br2+2Cl-
2I-+Cl2 I2+2Cl-
2I-+Br2 I2+2Br-
Cl2>Br2>
I2
4.同主族元素的性质与原子结构的关系
(1)元素性质的影响因素
元素的性质主要与原子核外电子的排布,特别是____________有关。
(2)同主族元素性质的递变规律
同主族元素从上到下原子核外电子层数依次____,原子半径逐渐____,失电子能力逐渐____,得电子能力逐渐____。所以,金属性逐渐____,非金属性逐渐____。
最外层电子数
增多
增大
增强
减弱
增强
减弱
基础诊断
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)卤素只以化合态存在于自然界中。(　 　)
(2)卤素单质越活泼,其熔、沸点越高。(　 　)
(3)卤素单质随原子序数的递增,密度逐渐增大。 (　 　)
(4)F-、Cl-、Br-的还原性依次增强。 ( 　 　)
(5)F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相同。 ( 　 　)
√
×
√
√
×
归纳提升
1.卤族元素的特殊性
(1)在常温下,Br2是唯一的液态非金属单质,易挥发。
(2)碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝。
(3)氟是最活泼的非金属元素,没有正化合价,氟单质与盐溶液反应时,先与水反应产生HF和O2。
2.从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
B
1.随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是(　 　)
A.单质的熔、沸点逐渐降低
B.离子的还原性逐渐增强
C.气态氢化物稳定性逐渐增强
D.单质氧化性逐渐增强
解析:随着卤素原子半径的增大,单质的熔、沸点逐渐升高,故A错误;卤族元素从上到下,随着卤素原子半径的增大,元素得电子能力逐渐减弱,阴离子的失电子能力逐渐增强,所以阴离子的还原性逐渐增强,故B正确;卤族元素从上到下,随着卤素原子半径的增大,得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱,气态氢化物稳定性逐渐减弱,故C错误;卤族元素从上到下,随着卤素原子半径的增大,得电子能力逐渐减弱,则单质的氧化性逐渐减弱,故D错误。
2.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是(　 　)
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O HXO+HX表示
B.HX的热稳定性随核电荷数增加而增强
C.卤素原子的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
D.X-的还原性为F-解析:2F2+2H2O O2+4HF,A错误;HX的热稳定性随核电荷数增加而减弱,B错误;F2优先与水反应,故F2不能从其他卤素盐溶液中置换出来卤素单质,D错误。
C
3.F与Cl都是典型的非金属元素,下列事实正确且能比较两者非金属性强弱的是(　 　)
A.热稳定性:HF>HCl
B.酸性:HF>HCl
C.单质的沸点:Cl2>F2
D.将氟气通入NaCl溶液中,生成氯气
A
解析:元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定,热稳定性:HF>HCl,说明非金属性:F>Cl,A正确;HF是弱酸,HCl是强酸,酸性:HF三
即时演练
B
1.钠和铯都是碱金属元素,下列关于铯及其化合物的叙述正确的是(　 　)
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
解析:铯的密度比水大,放入水中会沉在水底,故A错误;碱金属元素的单质从上到下,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;碱金属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;碱金属元素从上到下,金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应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。
A
2.用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是 (　 　)
解析:随着核电荷数的增加,卤族元素单质的氧化性逐渐减弱、熔点逐渐升高,对应卤化氢的稳定性逐渐减弱。
D
3.在元素周期表中,同主族元素原子结构相似,在化学性质上表现出相似性和递变性,以下结论正确的是 (　 　)
A.碱金属单质的密度按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B.酸性:HFC.已知Cs的原子半径比Na的原子半径大,故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈
D.Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2,则非金属性:Cl>Br
解析:Li、Na、K、Rb、Cs随着原子序数的递增,密度呈增大趋势,但K的密度小于Na,A错误;元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,与简单氢化物的酸性强弱无关,不能根据简单氢化物的酸性强弱判断非金属性强弱,B错误;元素金属性越强,与水反应越剧烈,则Cs与水反应比Na与水反应剧烈,C错误;Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2,故氧化性为Cl2>Br2,则非金属性为Cl>Br,D正确。
4.为探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱,设计实验如下:
[查阅资料]①Cl、Br、I原子最外层电子数都是7,单质Cl2、Br2、I2的化学性质相似。②稀溴水呈黄色;浓溴水呈红棕色;碘水呈棕黄色。③淀粉溶液遇I2变为蓝色。
氧化性强弱探究:
实验1
实验2 取a中的黄色溶液少许,加入KI溶液,再加入淀粉溶液
[分析与解释]
(1)实验1中a试管中反应的离子方程式是________________________。
解析:实验1中a试管中是NaBr溶液和氯气反应,能够生成NaCl和溴单质,反应的离子方程式是Cl2+2Br- 2Cl-+Br2。
Cl2+2Br- 2Cl-+Br2
(2)①甲同学认为:实验2观察到____________的现象,得出氧化性:Br2>I2。
解析:实验1中a试管中黄色溶液含有Br2,加入KI溶液,再加入淀粉溶液后,若溶液变蓝,则说明有碘单质生成,也就说明了氧化性:Br2>I2;
溶液变为蓝色
②乙同学对上述实验进行反思,认为实验2不能充分证明氧化性:Br2>I2,他补做了实验3。
补做实验3的目的是___________________________________________。
解析:实验1中a试管中还含有氯气,所以实验2中溶液变蓝,不能证明一定是溴单质将碘单质置换出来的,实验3中先加入足量NaBr固体,可以除去a中未反应的Cl2,防止Cl2与KI反应,干扰实验。
实验3 另取a中的黄色溶液少许,先加入足量的NaBr固体,充分振荡,然后加入KI溶液和淀粉溶液
除去a中未反应的Cl2,防止Cl2与KI反应,干扰实验
四
课时作业22
A
(选择题1~12题,每题3分,第13题14分)
1.下列有关碱金属元素的说法正确的是(　 　)
A.碱金属单质与水反应都能生成碱和氢气
B.碱金属单质具有强还原性,可置换出CuSO4溶液中的铜单质
C.在自然界中能以游离态存在
D.随核电荷数的增加,碱金属元素单质的熔、沸点都逐渐增大
解析:碱金属单质性质活泼,与水剧烈反应都能生成碱和氢气,A正确;碱金属单质具有强还原性,如钠与盐溶液反应的实质是先与水反应生成NaOH,NaOH再与盐发生复分解反应,所以不能置换出CuSO4溶液中的铜单质,而是生成Cu(OH)2沉淀,B错误;碱金属元素在自然界中都以化合态存在,C错误;随核电荷数的增加,碱金属元素原子半径依次增大,单质的熔、沸点依次降低,D错误。
C
2.目前“北京时间”授时以55号Cs原子钟为基准,已知Cs的最外层电子数是1,下列说法不正确的是 (　 　)
A.Cs是第六周期第ⅠA族元素
B.Cs单质还原性强于K
C.CsOH为弱碱
D.Cs可以和水反应
解析:Cs是第六周期第ⅠA族元素,A正确;碱金属元素自上而下金属性增强,其单质的还原性增强,则还原性:Cs>K,B正确;元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,Cs金属性强于K,CsOH碱性强于KOH,KOH为强碱,CsOH应为强碱,C错误;碱金属均能与水反应生成氢氧化物和氢气,D正确。
3.金属Li广泛用于锂离子电池、航空、冶金等工业。Li与Na性质相似,且密度比煤油小。下列对金属锂的性质预测不合理的是 (　 　)
A.Li能保存在煤油中
B.Li和水反应的化学方程式为2Li+2H2O 2LiOH+H2↑
C.Li能在氯气中燃烧
D.常温下,锂在空气中被氧化为Li2O
解析:锂的密度比煤油小,锂不能保存在煤油中,A不合理;锂和钠性质相似,Li和水反应生成LiOH和氢气,B合理;Li与Na性质相似,锂在氯气中燃烧会生成LiCl,C合理;常温下,钠在空气中被氧化为Na2O,所以锂在空气中被氧化为Li2O,D合理。
A
D
4.周期表中第117号元素X,它的原子结构中电子排布有7个电子层,且最外层有7个电子。下列说法正确的是 (　 　)
A.此X元素的气态氢化物的化学式为H2X,在常温下很稳定
B.其单质具有强氧化性,可与KI发生置换反应生成I2
C.其单质的分子式为X2,极易溶于水
D.AgX是一种有色的难溶于水的化合物
解析:由X元素的原子结构可知,其为卤族元素,其最低价为1价,气态氢化物的化学式为HX,卤族元素从上往下,非金属性逐渐减弱,其简单氢化物的稳定性逐渐减弱,则HX在常温下很不稳定,A错误;卤族元素从上往下,非金属性逐渐减弱,其单质的氧化性逐渐减弱,X单质不能与KI发生置换反应生成I2,B错误;X为卤族元素,其单质的分子式为X2,与Br2、I2的结构与性质相似,除F2外,卤素单质在水中的溶解度都不大,C错误;根据AgCl、AgBr、AgI分别是白色沉淀、浅黄色沉淀、黄色沉淀推断,AgX是一种有色的难溶于水的化合物,D正确。
5.已知56Ba(钡)与Mg为同族元素。下列说法错误的是(　 　)
A.原子半径:Ba>Mg
B.碱性:Ba(OH)2>Mg(OH)2
C.Ba的中子数为81
D.与稀盐酸反应的剧烈程度:Mg>Ba
解析:Ba与Mg为同主族元素,Ba的电子层数更多,原子半径:Ba>Mg,A正确;Ba的金属性强于Mg,故碱性:Ba(OH)2>Mg(OH)2,B正确Ba的质量数为137,质子数为56,中子数为13756=81,C正确;Ba的金属性强于Mg,与稀盐酸反应更剧烈,即反应剧烈程度:Ba>Mg,D错误。
D
B
6.下列有关碱金属元素及其化合物的说法正确的是 (　 　)
A.向水中投入金属Li,金属Li沉入水中,产生大量气泡
B.观察钾与水反应时,需要佩戴护目镜
C.钠的熔点比钾的低
D.相邻周期的碱金属元素的原子,电子数均相差8
解析:锂的密度小于水,因此会浮在水面,不会沉入水中,A错误;钾与水反应剧烈,产生氢气并可能发生溶液的飞溅,佩戴护目镜是必要的安全措施,B正确;钠的熔点高于钾的,C错误;Li(3个电子)与Na(11个电子)相差8个电子,Na(11个电子)与K(19个电子)相差8个电子,但K(19个电子)与Rb(37个电子)相差18个电子,Rb(37个电子)与Cs(55个电子)相差18个电子,因此并非均相差8个电子,D错误。
7.卤族元素(用X表示)均是成盐元素。下列关于卤族元素的说法正确的是(　 　)
A.卤族元素是典型的非金属元素,在自然界可能以游离态存在
B.HX均是强酸
C.向KBr、KI混合溶液中加入少量氯水及淀粉溶液,溶液变黄色
D.Br2与NaOH溶液反应的离子方程式可能为Br2+2OH- Br-+BrO-+H2O
D
解析:卤族元素是典型的非金属元素,但化学性质活泼,在自然界中均以化合态存在(如卤化物),不存在游离态,A错误;HX中HF为弱酸,HCl、HBr、HI为强酸,并非均为强酸,B错误;向KBr、KI混合溶液中加入少量氯水,氯气优先氧化还原性更强的I-生成I2,淀粉遇I2显蓝色而非黄色,C错误;Br2与NaOH溶液在低温下反应生成NaBr、NaBrO和H2O,离子方程式为Br2+2OH- Br-+BrO-+H2O,符合反应事实,D正确。
8.在元素周期表中,同主族元素原子结构相似,在化学性质上表现出相似性和递变性,以下结论正确的是 (　 　)
A.Li、Na、K、Rb、Cs单质的熔、沸点依次升高
B.HF、HCl、HBr、HI的还原性逐渐减弱
C.第ⅥA族元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和均为4
D.若存在119号元素,则该元素单质与水反应比钠与水反应剧烈
D
解析:按照Li、Na、K、Rb、Cs的顺序,单质的熔、沸点逐渐降低,A错误;F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,元素非金属性越弱,气态氢化物的还原性越强,B错误;氧元素无最高正化合价,C错误;元素周期表共7个周期,第七周期恰好排到118号元素,故若存在119号元素,该元素位于第八周期第ⅠA族,则该元素的金属性比钠元素强,该元素单质与水反应比钠与水反应剧烈,D正确。
9.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。以下类推的结论正确的是 (　 　)
A.由“Cl2+H2O HCl+HClO”反应可推出“F2+H2O HF+HFO”反应也能发生
B.HCl的水溶液酸性很强,推出等浓度的HF的水溶液酸性也很强
C.由“2Fe+3Cl2 2FeCl3”反应可推出“2Fe+3I2 2FeI3”反应也能发生
D.Na、K在周期表中位于同一主族,化学性质相似,Na常温下与水剧烈反应,故K常温下也能与水剧烈反应
D
解析:F2与水反应生成HF和O2,A错误;氢氟酸为弱酸,B错误;I2的氧化性比Cl2弱,不能将铁单质氧化到+3价,C错误;K比Na活泼,故K常温下也能与水剧烈反应,D正确。
10.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素,下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是 (　 　)
①X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
②X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
③Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
④X在暗处可与H2反应,Y在加热条件下才能与H2反应
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
D
解析:X原子比Y原子的电子层数多,则X在Y的下方,则X的非金属性比Y弱,①不正确;卤族元素气态氢化物越稳定,其非金属性越强,②正确;Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来,则X的非金属性比Y弱,③不正确;单质与H2化合越容易,其非金属性越强,④正确。
11.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。实验过程如下:
①打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
②当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当B中溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a。
④打开活塞b,放出少量溶液后关闭活塞b,振荡D并静置,D中下层液体呈紫红色。
已知:I2的CCl4溶液呈紫红色。
下列说法不正确的是 (　 　)
A.可证明氧化性:Cl2>I2的实验现象:A中湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
B.过程③的目的是确保C的黄色溶液中无Cl2,排除氯气对溴置换碘实验的干扰
C.C中盛放NaBr溶液中溶质的浓度应等于或大于B中的NaBr溶液中溶质的浓度
D.挥发的HCl气体会干扰本实验结果和结论的得出,应改进装置
D
解析:装置A中湿润的碘化钾淀粉试纸发生反应:Cl2+2I- 2Cl-+I2,淀粉遇碘变蓝,由此可验证氧化性:Cl2>I2,A正确;为验证溴的氧化性强于碘,实验时应避免氯气的干扰,过程③装置B中的溶液能从黄色变为棕色,说明Br-继续被氧化为Br2,而装置C中溶液只是黄色,说明溶液中一定存在Br-未被氧化,即溶液中不存在Cl2,能排除Cl2氧化I-对实验的干扰,B正确;为验证溴和碘的氧化性强弱,装置C中NaBr溶液与Cl2反应时,氯气不能过量,因此装置C中NaBr溶液中溶质浓度应大于或等于装置B中NaBr溶液中溶质的浓度,保证Br-过量,C正确;浓盐酸挥发的HCl气体并不会参与卤素单质之间的置换反应,即不会干扰实验中得出的卤素单质氧化性强弱的结论,无须改进实验装置,D错误。
12.前四周期同主族元素的某种性质X随核电荷数的变化趋势如图所示。下列说法正确的是(　 　)
A.若a、b、c表示碱金属元素,则X可表示对应单质与水反应的剧烈程度
B.若a、b、c表示第ⅡA族元素,则X可表示最高价氧化物对应水化物的碱性
C.若a、b、c表示第ⅥA族元素,则X可表示对应原子的得电子能力
D.若a、b、c表示卤族元素,则X可表示对应简单阴离子的还原性
C
解析:碱金属元素原子的核电荷数越大,碱金属元素的金属性越强,其单质与水反应越剧烈,与图中纵坐标不对应,A错误;第ⅡA族元素原子的核电荷数越大金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,与图中纵坐标不对应,B错误;第ⅥA族元素随原子核电荷数增大非金属性减弱,得电子的能力减弱,即X可表示对应原子的得电子能力,C正确;卤族元素原子的核电荷数越大,元素的非金属性越弱,对应简单阴离子的还原性越强,与图中纵坐标不对应,D错误。
13.(14分)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在周期表中的位置,用化学用语回答下列问题。
(1)元素⑧的简单离子的结构示意图为 。
解析:由元素在周期表中的位置可知①为H,②为C,③为N,④为F,⑤为
Na,⑥为Al,⑦为P,⑧为Cl。(1)Cl是17号元素,Cl-的结构示意图为
。
(2)元素①~⑧形成的单质中,氧化性最强的是____(填化学式,下同),还原性最强的是____。
解析:元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,则氧化性最强的单质为F2;元素的金属性越强,其单质的还原性越强,则还原性最强的单质为Na。
(3)②③⑧三种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是________(填化学式,下同),②③④三种元素形成的简单气态氢化物中最稳定的是____。
解析:C、N、Cl中Cl的非金属性最强,因此HClO4的酸性最强;C、N、F中F的非金属性最强,因此HF最稳定。
F2
Na
HClO4
HF
(4)预测碱性强弱:CsOH____(填“强于”或“弱于”)NaOH。
解析:Cs在元素周期表中的位置是第六周期第ⅠA族,金属性:Cs>Na,则碱性:CsOH>NaOH。
(5)元素⑥的最高价氧化物与元素⑤的最高价氧化物对应的水化物的溶液反应的离子方程式为_______________________________________。
解析:Na的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,而Al的最高价氧化物为Al2O3,它们反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O 2[Al(OH)4]-。
强于
Al2O3+2OH-+3H2O 2[Al(OH)4]-
Thank you
本课结束第3课时　原子结构与元素的性质
1.宏观辨识与微观探析:能从原子水平认识碱金属元素与卤素的结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念,并理解其性质的相似性和递变规律。2.科学探究与创新意识:能依据“碱金属元素、卤素性质的比较”实验要求的需要,完成碱金属元素、卤素性质的比较实验,会根据实验现象形成初步结论。
知识点一　碱金属元素
1.元素的性质与原子结构的关系
(1)金属性
金属元素的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)非金属性
非金属元素的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。
(3)结论:原子结构决定元素的性质。
2.碱金属元素的原子结构
元素 名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素 符号 Li Na K Rb Cs
原子 结构 示意图
原子 半径/ nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
最外层电子数均为1,易失去电子而具有较强金属性
随着核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大
3.碱金属的化学性质
(1)钠、钾与氧气反应
实验装置
实验现象 都能在空气中燃烧,钾燃烧更剧烈
化学 方程式 2Na+O2Na2O2 (钾与氧气反应生成多种氧化物,在中学阶段不作介绍)
实验结论 金属的活泼性:K>Na
(2)钠、钾与水反应
反应 钠与水的反应 钾与水的反应
实验 操作
实验 现象 相同点:金属浮在水面上;金属熔成光亮的小球;小球不停地游动;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
化学方 程式 2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 2K+2H2O2KOH+H2↑
实验 结论 与水反应剧烈程度:K>Na; 金属的活泼性:K>Na
(3)碱金属元素的化学性质与原子结构之间的关系
从Li→Cs,随着核电荷数的增加,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→原子失去最外层电子的能力逐渐增强→元素的金属性逐渐增强。
4.碱金属单质的物理性质
铷元素是一种碱金属元素,金属性强,是地球上发现的所有元素中具有较高正电性和最大光电效应的元素。
(1)依据钠、钾的化学性质推测,铷在空气中燃烧的产物只有Rb2O2吗
提示:不是,铷在空气中燃烧生成多种氧化物。
(2)Rb能否与水剧烈反应 若反应,写出反应的化学方程式。
提示:铷能与水剧烈反应,化学方程式为2Rb+2H2O2RbOH+H2↑。
(3)依据钠与水、铷与水反应的剧烈程度,你能发现与它们的原子结构有什么关系吗
提示:铷与水反应比钠与水反应剧烈得多,铷的电子层数比钠多,原子半径比钠大,失电子能力比钠强。
1.下列有关碱金属元素的性质判断正确的是 (　C　)
A.Li与H2O反应最剧烈
B.从Li到Cs,其单质熔、沸点逐渐升高
C.钾与氧气反应可生成多种氧化物
D.从Li到Cs,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱
解析:A项,从Li到Cs,金属性逐渐增强,锂与水反应最不剧烈;B项,碱金属元素从上到下,其单质熔、沸点逐渐降低;C项,钾与氧气反应可生成多种氧化物;D项,从Li到Cs,金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强。
2.北斗卫星导航系统中使用了多种原子钟,包括氢原子钟、铷(Rb)原子钟、铯(Cs)原子钟等,37Rb和55Cs都属于第ⅠA族元素,下列描述正确的是 (　B　)
A.金属性:Rb>Cs
B.Rb和Cs单质都可与O2反应
C.碱金属单质都能在空气中稳定存在
D.Rb、Cs和Na单质都能与水反应,但Na更剧烈
解析:在第ⅠA族中,从上到下原子半径增大,金属性增强,Cs的金属性强于Rb,A错误;碱金属单质均能与氧气反应,B正确;碱金属单质易与空气中的水和氧气反应,不能在空气中稳定存在,C错误;Rb、Cs和Na单质都能与水反应,但碱金属与水反应的剧烈程度随原子序数增加而增强,Rb和Cs与水的反应比Na与水反应更剧烈,D错误。
3.可能存在的第119号元素被称为“类钫”,据元素周期表结构及元素性质变化趋势,下列有关“类钫”的预测说法不正确的是 (　B　)
A.“类钫”在化合物中呈+1价
B.“类钫”属于过渡元素,具有放射性
C.“类钫”与冷水反应可能爆炸
D.“类钫”单质熔点较低
解析:119号元素位于第八周期第ⅠA族,属于碱金属元素,在化合物中呈+1价,A正确;“类钫”不属于过渡元素,B错误;“类钫”属于碱金属,金属性最强,所以“类钫”单质熔点较低,与冷水反应可能爆炸,C、D正确。
1.从原子结构角度认识碱金属元素性质的相似性和递变性
2.碱金属的特殊性质
(1)单质Na、K通常保存在煤油中,Li通常用固体石蜡密封。
(2)碱金属单质中只有Li与O2反应的产物为一种(Li2O),其他单质与O2反应的产物至少有两种。
(3)碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物中只有LiOH的溶解度相对较小,其他均为易溶于水的强碱。
(4)碱金属单质与盐溶液反应时,可以看作碱金属单质先与H2O反应生成碱和H2,而非直接与盐发生置换反应。
知识点二　卤族元素
1.卤素单质的主要物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
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
熔、沸点
注:卤素还包括砹(At)和(Ts),砹和都是放射性元素,在中学阶段不讨论。
2.卤族元素的原子结构
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 0.114 0.132
相同点 最外层均有7个电子,易得到电子而具有较强的非金属性
递变性 随着核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气的反应
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 H2+F22HF 氟化氢很稳定
Cl2 光照或点燃 H2+Cl2 2HCl 氯化氢较稳定
Br2 加热到一定温度 H2+Br22HBr 溴化氢不如氯化氢稳定
I2 不断加热 H2+I22HI 碘化氢不稳定,在同一条件下同时分解为H2和I2
结论 从F2到I2,与H2化合越来越难,生成的简单氢化物稳定性逐渐减弱,元素的非金属性逐渐减弱
(2)卤素单质间的置换反应的实验探究
实验操作 实验现象 离子方程式 结论
振荡,静置后,溶液由无色变为橙黄色 2Br-+Cl2Br2+2Cl- 氧化性: Cl2>Br2>I2
振荡,静置后,溶液由无色变为棕褐色 2I-+Cl2I2+2Cl-
振荡,静置后,溶液由无色变为褐色 2I-+Br2I2+2Br-
4.同主族元素的性质与原子结构的关系
(1)元素性质的影响因素
元素的性质主要与原子核外电子的排布,特别是最外层电子数有关。
(2)同主族元素性质的递变规律
同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱。所以,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)卤素只以化合态存在于自然界中。 (　√　)
(2)卤素单质越活泼,其熔、沸点越高。 (　×　)
(3)卤素单质随原子序数的递增,密度逐渐增大。 (　√　)
(4)F-、Cl-、Br-的还原性依次增强。 (　√　)
(5)F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相同。 (　×　)
1.卤族元素的特殊性
(1)在常温下,Br2是唯一的液态非金属单质,易挥发。
(2)碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝。
(3)氟是最活泼的非金属元素,没有正化合价,氟单质与盐溶液反应时,先与水反应产生HF和O2。
2.从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
1.随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是(　B　)
A.单质的熔、沸点逐渐降低
B.离子的还原性逐渐增强
C.气态氢化物稳定性逐渐增强
D.单质氧化性逐渐增强
解析:随着卤素原子半径的增大,单质的熔、沸点逐渐升高,故A错误;卤族元素从上到下,随着卤素原子半径的增大,元素得电子能力逐渐减弱,阴离子的失电子能力逐渐增强,所以阴离子的还原性逐渐增强,故B正确;卤族元素从上到下,随着卤素原子半径的增大,得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱,气态氢化物稳定性逐渐减弱,故C错误;卤族元素从上到下,随着卤素原子半径的增大,得电子能力逐渐减弱,则单质的氧化性逐渐减弱,故D错误。
2.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是(　C　)
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2OHXO+HX表示
B.HX的热稳定性随核电荷数增加而增强
C.卤素原子的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
D.X-的还原性为F-解析:2F2+2H2OO2+4HF,A错误;HX的热稳定性随核电荷数增加而减弱,B错误;F2优先与水反应,故F2不能从其他卤素盐溶液中置换出来卤素单质,D错误。
3.F与Cl都是典型的非金属元素,下列事实正确且能比较两者非金属性强弱的是(　A　)
A.热稳定性:HF>HCl
B.酸性:HF>HCl
C.单质的沸点:Cl2>F2
D.将氟气通入NaCl溶液中,生成氯气
解析:元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定,热稳定性:HF>HCl,说明非金属性:F>Cl,A正确;HF是弱酸,HCl是强酸,酸性:HF1.钠和铯都是碱金属元素,下列关于铯及其化合物的叙述正确的是(　B　)
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
解析:铯的密度比水大,放入水中会沉在水底,故A错误;碱金属元素的单质从上到下,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;碱金属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;碱金属元素从上到下,金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应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。
2.用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是 (　A　)
解析:随着核电荷数的增加,卤族元素单质的氧化性逐渐减弱、熔点逐渐升高,对应卤化氢的稳定性逐渐减弱。
3.在元素周期表中,同主族元素原子结构相似,在化学性质上表现出相似性和递变性,以下结论正确的是 (　D　)
A.碱金属单质的密度按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B.酸性:HFC.已知Cs的原子半径比Na的原子半径大,故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈
D.Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2,则非金属性:Cl>Br
解析:Li、Na、K、Rb、Cs随着原子序数的递增,密度呈增大趋势,但K的密度小于Na,A错误;元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,与简单氢化物的酸性强弱无关,不能根据简单氢化物的酸性强弱判断非金属性强弱,B错误;元素金属性越强,与水反应越剧烈,则Cs与水反应比Na与水反应剧烈,C错误;Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2,故氧化性为Cl2>Br2,则非金属性为Cl>Br,D正确。
4.为探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱,设计实验如下:
[查阅资料]①Cl、Br、I原子最外层电子数都是7,单质Cl2、Br2、I2的化学性质相似。②稀溴水呈黄色;浓溴水呈红棕色;碘水呈棕黄色。③淀粉溶液遇I2变为蓝色。
氧化性强弱探究:
实验1
实验2 取a中的黄色溶液少许,加入KI溶液,再加入淀粉溶液
[分析与解释]
(1)实验1中a试管中反应的离子方程式是Cl2+2Br-2Cl-+Br2。
(2)①甲同学认为:实验2观察到溶液变为蓝色的现象,得出氧化性:Br2>I2。
②乙同学对上述实验进行反思,认为实验2不能充分证明氧化性:Br2>I2,他补做了实验3。
实验3 另取a中的黄色溶液少许,先加入足量的NaBr固体,充分振荡,然后加入KI溶液和淀粉溶液
补做实验3的目的是除去a中未反应的Cl2,防止Cl2与KI反应,干扰实验。
解析:(1)实验1中a试管中是NaBr溶液和氯气反应,能够生成NaCl和溴单质,反应的离子方程式是Cl2+2Br-2Cl-+Br2。(2)①实验1中a试管中黄色溶液含有Br2,加入KI溶液,再加入淀粉溶液后,若溶液变蓝,则说明有碘单质生成,也就说明了氧化性:Br2>I2;②实验1中a试管中还含有氯气,所以实验2中溶液变蓝,不能证明一定是溴单质将碘单质置换出来的,实验3中先加入足量NaBr固体,可以除去a中未反应的Cl2,防止Cl2与KI反应,干扰实验。
课时作业22
(总分:50分)
(选择题1~12题,每题3分,第13题14分)
1.下列有关碱金属元素的说法正确的是 (　A　)
A.碱金属单质与水反应都能生成碱和氢气
B.碱金属单质具有强还原性,可置换出CuSO4溶液中的铜单质
C.在自然界中能以游离态存在
D.随核电荷数的增加,碱金属元素单质的熔、沸点都逐渐增大
解析:碱金属单质性质活泼,与水剧烈反应都能生成碱和氢气,A正确;碱金属单质具有强还原性,如钠与盐溶液反应的实质是先与水反应生成NaOH,NaOH再与盐发生复分解反应,所以不能置换出CuSO4溶液中的铜单质,而是生成Cu(OH)2沉淀,B错误;碱金属元素在自然界中都以化合态存在,C错误;随核电荷数的增加,碱金属元素原子半径依次增大,单质的熔、沸点依次降低,D错误。
2.目前“北京时间”授时以55号Cs原子钟为基准,已知Cs的最外层电子数是1,下列说法不正确的是 (　C　)
A.Cs是第六周期第ⅠA族元素
B.Cs单质还原性强于K
C.CsOH为弱碱
D.Cs可以和水反应
解析:Cs是第六周期第ⅠA族元素,A正确;碱金属元素自上而下金属性增强,其单质的还原性增强,则还原性:Cs>K,B正确;元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,Cs金属性强于K,CsOH碱性强于KOH,KOH为强碱,CsOH应为强碱,C错误;碱金属均能与水反应生成氢氧化物和氢气,D正确。
3.金属Li广泛用于锂离子电池、航空、冶金等工业。Li与Na性质相似,且密度比煤油小。下列对金属锂的性质预测不合理的是 (　A　)
A.Li能保存在煤油中
B.Li和水反应的化学方程式为2Li+2H2O2LiOH+H2↑
C.Li能在氯气中燃烧
D.常温下,锂在空气中被氧化为Li2O
解析:锂的密度比煤油小,锂不能保存在煤油中,A不合理;锂和钠性质相似,Li和水反应生成LiOH和氢气,B合理;Li与Na性质相似,锂在氯气中燃烧会生成LiCl,C合理;常温下,钠在空气中被氧化为Na2O,所以锂在空气中被氧化为Li2O,D合理。
4.周期表中第117号元素X,它的原子结构中电子排布有7个电子层,且最外层有7个电子。下列说法正确的是 (　D　)
A.此X元素的气态氢化物的化学式为H2X,在常温下很稳定
B.其单质具有强氧化性,可与KI发生置换反应生成I2
C.其单质的分子式为X2,极易溶于水
D.AgX是一种有色的难溶于水的化合物
解析:由X元素的原子结构可知,其为卤族元素,其最低价为-1价,气态氢化物的化学式为HX,卤族元素从上往下,非金属性逐渐减弱,其简单氢化物的稳定性逐渐减弱,则HX在常温下很不稳定,A错误;卤族元素从上往下,非金属性逐渐减弱,其单质的氧化性逐渐减弱,X单质不能与KI发生置换反应生成I2,B错误;X为卤族元素,其单质的分子式为X2,与Br2、I2的结构与性质相似,除F2外,卤素单质在水中的溶解度都不大,C错误;根据AgCl、AgBr、AgI分别是白色沉淀、浅黄色沉淀、黄色沉淀推断,AgX是一种有色的难溶于水的化合物,D正确。
5.已知56Ba(钡)与Mg为同族元素。下列说法错误的是 (　D　)
A.原子半径:Ba>Mg
B.碱性:Ba(OH)2>Mg(OH)2
C.Ba的中子数为81
D.与稀盐酸反应的剧烈程度:Mg>Ba
解析:Ba与Mg为同主族元素,Ba的电子层数更多,原子半径:Ba>Mg,A正确;Ba的金属性强于Mg,故碱性:Ba(OH)2>Mg(OH)2,B正确Ba的质量数为137,质子数为56,中子数为137-56=81,C正确;Ba的金属性强于Mg,与稀盐酸反应更剧烈,即反应剧烈程度:Ba>Mg,D错误。
6.下列有关碱金属元素及其化合物的说法正确的是 (　B　)
A.向水中投入金属Li,金属Li沉入水中,产生大量气泡
B.观察钾与水反应时,需要佩戴护目镜
C.钠的熔点比钾的低
D.相邻周期的碱金属元素的原子,电子数均相差8
解析:锂的密度小于水,因此会浮在水面,不会沉入水中,A错误;钾与水反应剧烈,产生氢气并可能发生溶液的飞溅,佩戴护目镜是必要的安全措施,B正确;钠的熔点高于钾的,C错误;Li(3个电子)与Na(11个电子)相差8个电子,Na(11个电子)与K(19个电子)相差8个电子,但K(19个电子)与Rb(37个电子)相差18个电子,Rb(37个电子)与Cs(55个电子)相差18个电子,因此并非均相差8个电子,D错误。
7.卤族元素(用X表示)均是成盐元素。下列关于卤族元素的说法正确的是(　D　)
A.卤族元素是典型的非金属元素,在自然界可能以游离态存在
B.HX均是强酸
C.向KBr、KI混合溶液中加入少量氯水及淀粉溶液,溶液变黄色
D.Br2与NaOH溶液反应的离子方程式可能为Br2+2OH-Br-+BrO-+H2O
解析:卤族元素是典型的非金属元素,但化学性质活泼,在自然界中均以化合态存在(如卤化物),不存在游离态,A错误;HX中HF为弱酸,HCl、HBr、HI为强酸,并非均为强酸,B错误;向KBr、KI混合溶液中加入少量氯水,氯气优先氧化还原性更强的I-生成I2,淀粉遇I2显蓝色而非黄色,C错误;Br2与NaOH溶液在低温下反应生成NaBr、NaBrO和H2O,离子方程式为Br2+2OH-Br-+BrO-+H2O,符合反应事实,D正确。
8.在元素周期表中,同主族元素原子结构相似,在化学性质上表现出相似性和递变性,以下结论正确的是 (　D　)
A.Li、Na、K、Rb、Cs单质的熔、沸点依次升高
B.HF、HCl、HBr、HI的还原性逐渐减弱
C.第ⅥA族元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和均为4
D.若存在119号元素,则该元素单质与水反应比钠与水反应剧烈
解析:按照Li、Na、K、Rb、Cs的顺序,单质的熔、沸点逐渐降低,A错误;F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,元素非金属性越弱,气态氢化物的还原性越强,B错误;氧元素无最高正化合价,C错误;元素周期表共7个周期,第七周期恰好排到118号元素,故若存在119号元素,该元素位于第八周期第ⅠA族,则该元素的金属性比钠元素强,该元素单质与水反应比钠与水反应剧烈,D正确。
9.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。以下类推的结论正确的是 (　D　)
A.由“Cl2+H2OHCl+HClO”反应可推出“F2+H2OHF+HFO”反应也能发生
B.HCl的水溶液酸性很强,推出等浓度的HF的水溶液酸性也很强
C.由“2Fe+3Cl22FeCl3”反应可推出“2Fe+3I22FeI3”反应也能发生
D.Na、K在周期表中位于同一主族,化学性质相似,Na常温下与水剧烈反应,故K常温下也能与水剧烈反应
解析:F2与水反应生成HF和O2,A错误;氢氟酸为弱酸,B错误;I2的氧化性比Cl2弱,不能将铁单质氧化到+3价,C错误;K比Na活泼,故K常温下也能与水剧烈反应,D正确。
10.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素,下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是 (　D　)
①X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
②X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
③Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
④X在暗处可与H2反应,Y在加热条件下才能与H2反应
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
解析:X原子比Y原子的电子层数多,则X在Y的下方,则X的非金属性比Y弱,①不正确;卤族元素气态氢化物越稳定,其非金属性越强,②正确;Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来,则X的非金属性比Y弱,③不正确;单质与H2化合越容易,其非金属性越强,④正确。
11.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。实验过程如下:
①打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
②当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当B中溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a。
④打开活塞b,放出少量溶液后关闭活塞b,振荡D并静置,D中下层液体呈紫红色。
已知:I2的CCl4溶液呈紫红色。
下列说法不正确的是 (　D　)
A.可证明氧化性:Cl2>I2的实验现象:A中湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
B.过程③的目的是确保C的黄色溶液中无Cl2,排除氯气对溴置换碘实验的干扰
C.C中盛放NaBr溶液中溶质的浓度应等于或大于B中的NaBr溶液中溶质的浓度
D.挥发的HCl气体会干扰本实验结果和结论的得出,应改进装置
解析:装置A中湿润的碘化钾淀粉试纸发生反应:Cl2+2I-2Cl-+I2,淀粉遇碘变蓝,由此可验证氧化性:Cl2>I2,A正确;为验证溴的氧化性强于碘,实验时应避免氯气的干扰,过程③装置B中的溶液能从黄色变为棕色,说明Br-继续被氧化为Br2,而装置C中溶液只是黄色,说明溶液中一定存在Br-未被氧化,即溶液中不存在Cl2,能排除Cl2氧化I-对实验的干扰,B正确;为验证溴和碘的氧化性强弱,装置C中NaBr溶液与Cl2反应时,氯气不能过量,因此装置C中NaBr溶液中溶质浓度应大于或等于装置B中NaBr溶液中溶质的浓度,保证Br-过量,C正确;浓盐酸挥发的HCl气体并不会参与卤素单质之间的置换反应,即不会干扰实验中得出的卤素单质氧化性强弱的结论,无须改进实验装置,D错误。
12.前四周期同主族元素的某种性质X随核电荷数的变化趋势如图所示。下列说法正确的是(　C　)
A.若a、b、c表示碱金属元素,则X可表示对应单质与水反应的剧烈程度
B.若a、b、c表示第ⅡA族元素,则X可表示最高价氧化物对应水化物的碱性
C.若a、b、c表示第ⅥA族元素,则X可表示对应原子的得电子能力
D.若a、b、c表示卤族元素,则X可表示对应简单阴离子的还原性
解析:碱金属元素原子的核电荷数越大,碱金属元素的金属性越强,其单质与水反应越剧烈,与图中纵坐标不对应,A错误;第ⅡA族元素原子的核电荷数越大金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,与图中纵坐标不对应,B错误;第ⅥA族元素随原子核电荷数增大非金属性减弱,得电子的能力减弱,即X可表示对应原子的得电子能力,C正确;卤族元素原子的核电荷数越大,元素的非金属性越弱,对应简单阴离子的还原性越强,与图中纵坐标不对应,D错误。
13.(14分)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在周期表中的位置,用化学用语回答下列问题。
(1)元素⑧的简单离子的结构示意图为。
(2)元素①~⑧形成的单质中,氧化性最强的是F2(填化学式,下同),还原性最强的是Na。
(3)②③⑧三种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4(填化学式,下同),②③④三种元素形成的简单气态氢化物中最稳定的是HF。
(4)预测碱性强弱:CsOH强于(填“强于”或“弱于”)NaOH。
(5)元素⑥的最高价氧化物与元素⑤的最高价氧化物对应的水化物的溶液反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-。
解析:由元素在周期表中的位置可知①为H,②为C,③为N,④为F,⑤为Na,⑥为Al,⑦为P,⑧为Cl。(1)Cl是17号元素,Cl-的结构示意图为。(2)元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,则氧化性最强的单质为F2;元素的金属性越强,其单质的还原性越强,则还原性最强的单质为Na。(3)C、N、Cl中Cl的非金属性最强,因此HClO4的酸性最强;C、N、F中F的非金属性最强,因此HF最稳定。(4)Cs在元素周期表中的位置是第六周期第ⅠA族,金属性:Cs>Na,则碱性:CsOH>NaOH。(5)Na的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,而Al的最高价氧化物为Al2O3,它们反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-。

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