資源簡介

堿金屬元素的結構和性質
【核心素養發展目標】
1．知道堿金屬元素的原子結構及特點，能說出堿金屬元素化學性質的相似性及遞變性，能從原子結構角度解釋同主族元素性質的遞變規律，形成“結構決定性質”的觀念，強化“宏觀辨識與微觀探析”的學科核心素養
2．能設計實驗方案，探究同主族元素性質的遞變性，提升“科學探究與創新意識”的學科核心素養
【主干知識梳理】
一、堿金屬元素的原子結構特點
【思考與交流】填寫下表中的信息，并思考在周期表中，從上到下堿金屬元素原子的核電荷數、原子半徑的變化有什么特點？
元素名稱 元素符號 核電荷數 原子結構示意圖 最外層電子數 電子層數 原子半徑/nm
堿金屬元素 鋰 Li 3 INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-17.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-17.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-17.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-17.TIF" \* MERGEFORMATINET 1 2 0.152
鈉 Na 11 INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-18.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-18.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-18.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-18.TIF" \* MERGEFORMATINET 1 3 0.186
鉀 K 19 INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-19.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-19.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-19.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-19.TIF" \* MERGEFORMATINET 1 4 0.227
銣 Rb 37 INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-20.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-20.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-20.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-20.TIF" \* MERGEFORMATINET 1 5 0.248
銫 Cs 55 INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-21.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-21.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-21.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-21.TIF" \* MERGEFORMATINET 1 6 0.265
結論 堿金屬元素原子結構的共同點是最外層電子數均為1，不同點是電子層數依次遞增，其變化規律是隨著核電荷數的增加，電子層數逐漸增大，原子半徑逐漸增大
1．在周期表中的位置：第ⅠA族
2．相似性：堿金屬元素原子的最外層都有1個電子，很容易失去，因此堿金屬元素的最高正價為＋1價，最高價氧化物對應的水化物均為強堿(所以稱為堿金屬)，典型的活潑金屬元素
3．遞變性：隨著原子序數的增加，堿金屬元素原子的電子層數逐漸增大，原子半徑逐漸增大
【對點訓練1】
1．下列關于堿金屬元素的敘述中正確的是(　　)
A．原子的最外層電子數都是1，次外層電子數都是8
B．單質的化學性質活潑，易失電子發生還原反應
C．除鋰外均以化合態存在于自然界中
D．化合物中堿金屬元素的化合價都為＋1價
2．鉀和鈉的化學性質相似，下列說法能較好地解釋這個事實的是(　　)
A．原子最外層電子數相同 B．都是金屬元素
C．原子半徑相差不大 D．最高化合價相同
3．鋰(Li)是自然界中最輕的金屬，它屬于堿金屬的一種。下列關于堿金屬的說法正確的是(　　)
A．和鋰在同一主族的都是金屬元素 B．Na＋比Li多一個電子層
C．Li、Na、K、Rb＋的最外層都只有一個電子 D．Li是堿金屬原子中半徑最小的原子
二、堿金屬單質的性質
1．堿金屬單質的主要物理性質
物質名稱 顏色和狀態 密度/g·cm－3 熔點/℃ 沸點/℃
鋰 銀白色，柔軟 0.534 180.5 1 347
鈉 銀白色，柔軟 0.97 97.81 882.9
鉀 銀白色，柔軟 0.86 63.65 774
銣 銀白色，柔軟 1.532 38.89 688
銫 略帶金色光澤，柔軟 1.879 28.40 678.4
(1)相似性：堿金屬單質都有銀白色的金屬光澤(銫略帶金色光澤)、硬度小、密度小、熔沸點較低，良好的導電、導熱性，有延展性，鈉鉀合金為液態，可做原子反應堆的導熱劑
(2)遞變性：在堿金屬內，隨著元素原子核電荷數的增加，單質的熔點和沸點逐漸降低，密度呈增大趨勢(但ρNa＞ρK)，且Li、Na、K的密度小于1；Rb、Cs的密度大于1
2．堿金屬的化學性質——與鈉相似
(1)鈉、鉀與氧氣反應
實驗過程 將干燥的坩堝加熱，同時切取一塊綠豆粒大的鉀，用鑷子夾取并迅速投到熱坩堝中。繼續加熱片刻，待鉀熔化后立即撤掉酒精燈，觀察現象
實驗操作
實驗現象 都能在空氣中燃燒，鈉產生黃色火焰，鉀產生紫色火焰，鉀燃燒更劇烈
化學方程式 2Na＋O2Na2O2、K＋O2KO2
實驗結論 金屬的活潑性：K＞Na
①Li與O2反應：4Li＋O22Li2O (Li與氧氣不管常溫還是加熱都只能生成Li2O)
②Na與O2反應：4Na+O2===2Na2O (常溫) 2Na+O2Na2O2
③K與O2反應：4K+O2===2K2O (常溫) 2K+O2K2O2 K+O2KO2 (超氧化鉀)
【微點撥】
①堿金屬與O2反應越來越劇烈，加熱時產物更加復雜，如：Li與O2反應只能生成Li2O，Na與O2反應還可以生成 Na2O2，而K與O2反應能夠生成KO2，Rb、Cs與氧氣反應，都生成比過氧化物更復雜的氧化物
②堿金屬常溫下均能與氧氣反應生成氧化物(R2O)；Li與氧氣不管是常溫還是加熱均生成Li2O
③超氧化物(KO2)、臭氧化物(RbO3)與Na2O2性質類似，都能與H2O、CO2反應，具有強氧化性
(2)堿金屬與水反應：2R＋2H2O===2ROH＋H2↑
堿金屬 鉀 鈉
實驗操作 INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-26.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-26.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-26.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-26.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-27.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-27.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-27.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-27.TIF" \* MERGEFORMATINET
實驗現象 浮于水面，熔成小球，四處游動，有輕微爆炸聲，反應后的溶液加酚酞變紅 浮于水面，熔成小球，四處游動，有“嘶嘶”的響聲，反應后的溶液加酚酞變紅
結論 與水反應的劇烈程度：K＞Na金屬活潑性：K＞Na
化學方程式 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
【微點撥】
①堿金屬都能與H2O反應，且反應越來越劇烈
②Li與水反應不熔化；鈉與水反應時熔化；鉀與水反應熔化，且使產生的H2燃燒發生輕微爆炸，Rb、Cs遇水發生劇烈爆炸
③結論：金屬單質置換出水中氫越容易說明該元素的金屬性越強。因此隨著原子的電子層數增多，堿金屬的活
動性增強
(3)堿金屬與鹵素單質的反應：2R＋X22RX
(4)堿金屬與氫氣反應(Na、K、Rb、Cs與氫氣反應，都生成RH)：2R＋H22RH
(5)堿金屬與硫反應：2R＋SR2S
(6)與常見鹽溶液反應的離子方程式：堿金屬與鹽溶液反應，都是先與水反應，若符合復分解反應發生的條件，則生成的氫氧化物繼續同鹽發生復分解反應。堿金屬均不能在水溶液中置換另外的金屬單質
2R＋2H2O＋CuSO4===R2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑
6R＋6H2O＋Fe2(SO4)3===3R2SO4＋2Fe(OH)3↓＋3H2↑
2R＋2NH4Cl===2RCl＋2NH3↑＋H2↑
3．堿金屬的原子結構與化學性質的關系
(1)相似性：堿金屬元素原子在結構上的相似性，決定了鋰、鈉、鉀、銣、銫在性質上的相似性，堿金屬原子都容易失去最外層的一個電子，化學性質活潑，它們的單質都具有較強的還原性。具體表現在：
①堿金屬都能與O2、Cl2(鹵素單質)、S等非金屬單質及水反應
②堿金屬都能與水反應，反應的通式為2R＋2H2O===2ROH＋H2↑ (R表示堿金屬元素)
③堿金屬都能與酸反應
(2)遞變性：隨著原子核外電子層數的增多，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的引力逐漸減小，失去電子的能力逐漸增強，單質的還原性增強，元素的金屬性增強，最高價氧化物對應的水化物的堿性增強
如：CsOH＞RbOH＞KOH＞NaOH＞LiOH
【對點訓練2】
1．以下關于鋰、鈉、鉀、銣、銫的敘述不正確的是(　　)
①對應氫氧化物中堿性最強的是CsOH ②單質熔點最高的是銫
③與O2反應均可得到多種氧化物 ④單質的密度依次增大，均要保存在煤油中
⑤單質的還原性依次增強 ⑥對應離子的氧化性依次增強
A．①③⑤ B．②④⑥ C．②③④⑥ D．①⑤
2．下列有關堿金屬元素的敘述正確的是(　　)
A．堿金屬單質均為銀白色，密度均小于水 B．堿金屬單質從Li到Cs，熔點依次升高
C．氫氧化銫堿性強于氫氧化鈉 D．堿金屬元素形成的陽離子，從Li＋到Cs＋氧化性依次增強
3．對于可能存在的第119號元素，有人稱之為“類鈁”。根據周期表結構及元素性質變化趨勢，判斷下列有關“類鈁”的預測不正確的是(　　)
A．“類鈁”元素位于元素周期表的第八周期，在化合物中顯＋1價
B．“類鈁”元素的非金屬性極強，其最高價氧化物對應的水化物為強酸
C．“類鈁”單質遇水劇烈反應，可能發生爆炸
D．“類鈁”單質的密度大于鈁單質，且大于1 g·cm－3
4．下列關于銫及其化合物的說法中不正確的是(　　)
A．CsOH銫是一種強堿，比KOH的堿性強 B．銫與水或酸溶液反應劇烈，都生成氫氣
C．Cs的還原性比Na強，故Na＋的氧化性大于Cs＋ D．Cs與氧氣反應只能生成Cs2O
5．關于堿金屬元素的說法中正確的是(　　)
A．ⅠA族元素都是堿金屬元素 B．堿金屬單質可將銅從其鹽溶液中置換出來
C．金屬鉀具有強還原性，K＋具有強氧化性 D．Cs常溫下與水反應會發生爆炸
三、堿金屬中的一般和特殊之處
1．Na、K需保存于煤油中，但Li的密度比煤油小，所以Li必須保存在密度更小的石蠟油中或密封于石蠟
2．堿金屬中，從LiCs，密度呈增大的趨勢，但ρ(K)＜p(Na)
3．酸式鹽的溶解度一般大于正鹽，但溶解度NaHCO3＜Na2CO3
4．試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但第IA族金屬Na、K等除外
5．一般活潑金屬能從鹽中置換出不活潑金屬，但對第IA族非常活潑的金屬Na、K等除外
如：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4
6．鋰易于氮氣反應生成Li3N (因為鋰和鎂處于對角線位置，化學性質相似，即LiOH、Li2CO3均為沉淀)
7．鋰的熔點最高，金屬性最弱，因而鋰與水反應較慢且反應時鋰并不熔化
8．合金一般為固態，而Na－K合金為液態，可做原子反應堆的導熱劑
9．實驗是如何保存鋰、鈉、鉀？它們均是活潑的金屬，極易氧化變質甚至引起燃燒，它們又都能與水、水溶液等發生反應產生氫氣，是易燃易爆物質，存放它們要保證不與空氣、水分接觸；又因為它們的密度小，所以鋰只能保存在液體石蠟或封存在固體石蠟中，而將鈉、鉀保存在煤油中
10．堿金屬的制取
①金屬Li和Na主要是用電解熔融氯化物的方法制取；
②金屬K因為易溶于鹽不易分離，且電解時有副反應發生，故一般采用熱還原法用Na從熔融KCl中把K置換出來Na＋KClNaCl＋K (制取金屬鉀，因為鉀的沸點比鈉低，使鉀成為蒸汽而逸出)
【課時跟蹤檢測】
1．鋰(Li)是世界上最輕的金屬，它屬于堿金屬的一種，下列說法正確的是(　　)
A．和Li同一主族的都是金屬元素 B．Na＋比Li多一個電子層
C．Li、Na、K＋的最外層都只有一個電子 D．Li是堿金屬中原子半徑最小的元素
2．鈉和鋰有相似的化學性質，下列說法中，能較好地解釋這個事實的是(　　)
A．都是金屬元素 B．原子半徑相差不大
C．最外層電子數相同 D．化合價相同
3．鉀的下列性質與少量的鉀保存在煤油中無關的是(　　)
A．單質鉀的密度比煤油大 B．可用小刀片切割金屬鉀
C．鉀易與空氣反應 D．單質鉀的還原性很強
4．隨著堿金屬元素原子序數的增大，下列遞變規律正確的是(　　)
A．原子半徑逐漸增大 B．最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸減弱
C．單質熔、沸點逐漸升高 D．單質的氧化性逐漸增強
5．下列有關堿金屬元素的性質判斷正確的是(　　)
A．K與H2O反應最劇烈
B．Rb比Na活潑，故Rb可以從NaCl溶液中置換出Na
C．堿金屬的陽離子沒有還原性，所以有強氧化性
D．從Li到Cs都易失去最外層1個電子，且失電子能力逐漸增強
6．下列事實不能用于判斷金屬性強弱的是(　　)
A．金屬單質間發生的置換反應
B．1 mol金屬單質在反應中失去電子的多少
C．金屬元素的最高價氧化物對應水化物的堿性強弱
D．金屬元素的單質與水或酸反應置換出氫氣的難易程度
7．下列關于堿金屬的敘述錯誤的是(　　)
A．它們都能在空氣中燃燒生成M2O(M指堿金屬元素)
B．它們都能與水反應生成氫氣和堿
C．隨核電荷數的遞增，它們所形成的陽離子的氧化性依次減弱
D．堿金屬中密度最小的是鋰
8．已知金屬鉀有如下性質：①鉀的密度比水小　②鉀的熔點低　③鉀與水反應時放出熱量　④鉀與水反應后溶液呈堿性。某學生將一小塊金屬鉀投入滴有酚酞溶液的水中，這一實驗能證明上述四點性質中的(　　)
A．①④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④
9．下列敘述正確的是(　　)
A．堿金屬性質相似，均為銀白色(銫除外)的柔軟金屬，密度都比較小
B．堿金屬單質在空氣中燃燒生成的都是過氧化物
C．堿金屬單質的熔、沸點隨原子序數的增加而升高
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
10．可能存在的第119號元素被稱為“類鈁”，據元素周期表結構及元素性質變化趨勢，有關“類鈁”的預測說法正確的是(　　)
A．“類鈁”在化合物中呈＋1價 B．“類鈁”屬于過渡元素，具有放射性
C．“類鈁”單質的密度小于1 g·cm－3 D．“類鈁”單質有較高的熔點
11．下列各性質中符合圖示關系的是(　　)
INCLUDEPICTURE "E:\\馬珊珊\\2019\\同步\\化學\\化學 人教版 必修第一冊（新教材）\\化學422.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\馬珊珊\\2019\\同步\\化學\\化學 人教版 必修第一冊（新教材）\\化學422.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\馬珊珊\\2019\\同步\\化學\\化學 人教版 必修第一冊（新教材）\\全書完整的Word版文檔\\第四章\\化學422.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\馬珊珊\\2019\\同步\\化學\\化學 人教版 必修第一冊（新教材）\\全書完整的Word版文檔\\第四章\\化學422.TIF" \* MERGEFORMATINET
①化合價　②ROH的堿性　③密度　④最外層電子數　⑤核外電子層數　⑥單質失e－能力
A．②④⑤⑥ B．②⑤⑥ C．②③⑤⑥ D．①②③⑤
12．中國科學院發現一顆奇特天體，它的鋰元素含量約是同類天體的3000倍，絕對鋰豐度高達4.51，是人類已知鋰元素豐度最高的恒星。下列關于鋰的敘述不正確的是(　　)
A．鋰是較輕的金屬 B．LiOH的堿性比NaOH的弱
C．鋰的金屬性比鈉的強 D．鋰在空氣中燃燒生成Li2O
13．下列四種演示金屬鉀與水反應的實驗裝置，正確的是(　　)
14．下列說法不正確的是(　　)
A．堿金屬元素在自然界中以化合態形式存在
B．金屬銣投入水中會發生爆炸式反應，生成氫氧化銣和氫氣
C．堿金屬與氧氣反應，生成物都不隨反應條件或反應物的用量變化而變化
D．金屬銫的密度大于鈉，而鈉的熔點高于銫
15．下列關于堿金屬的敘述正確的是(　　)
A．鉀與氧氣或水反應比鈉的反應劇烈，銣、銫的反應更劇烈
B．堿金屬的密度隨著原子序數的遞增逐漸減小
C．堿金屬元素的最高價氧化物對應的水化物的堿性隨著原子序數的遞增依次減弱
D．堿金屬元素的陽離子的氧化性隨著原子序數的遞增依次增強
16．下列說法錯誤的是(　　)
A．堿金屬元素最外層電子數都是1個，化學性質均活潑
B．堿金屬元素從上到下隨電子層數的增多金屬性依次增強
C．堿金屬元素的單質都是銀白色的，都比較柔軟
D．堿金屬元素的單質從上到下熔沸點逐漸降低
17．下列對堿金屬性質的敘述中，正確的是 (　　)
①都是銀白色的柔軟金屬(除銫外)，密度都比較小 ②單質在空氣中燃燒生成的都是過氧化物
③堿金屬單質都與水劇烈反應 ④單質的熔、沸點隨著原子序數的增加而升高
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
18．下列敘述正確的是(　　)
A．Na在空氣中燃燒會生成Na2O2，故Li在空氣中燃燒也會生成Li2O2
B．堿金屬元素是指ⅠA族的所有元素
C．在熔融狀態下，鈉可以從MgCl2中置換出鎂
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
19．下列對堿金屬的敘述，其中完全不正確的組合是(　　)
①K通常保存在煤油中，以隔絕與空氣的接觸
②堿金屬常溫下呈固態，取用時可直接用手拿
③堿金屬中還原性最強的是鉀
④堿金屬陽離子，氧化性最強的是Li＋
⑤堿金屬的原子半徑和離子半徑都隨核電荷數的增大而增大
⑥從Li到Cs，堿金屬的密度越來越大，熔、沸點越來越高
A．②③⑥　　　　　 B．②③④ C．④⑤⑥ D．①③⑤
20．關于Li原子結構和性質的判斷如下：①與H2O反應比Na劇烈；②它的原子半徑比Na小；③它的氧化物暴露在空氣中易吸收CO2；④它的陽離子最外層電子數和鈉離子的最外層電子數相同；⑤它是還原劑；⑥Li應保存在煤油中，以隔絕空氣；⑦Li在空氣中燃燒生成Li2O2。其中錯誤的組合是(　　)
A．①④⑥⑦ B．①②③ C．③⑤⑥ D．①②⑦
21．已知銣(Rb)是37號元素，其相對原子質量是85.5，與鈉同主族，回答下列問題：
(1)銣位于第________周期，其原子半徑比鈉元素的原子半徑________(填“大”或“小”)
(2)銣單質性質活潑，寫出它與氯氣反應的化學方程式_______________________________，銣單質易與水反應，反應的離子方程式為_____________________________，實驗表明，銣與水反應比鈉與水反應________(填“劇烈”或“緩慢”)；反應過程中銣在水________(填“面”或“底”)與水反應，原因是___________________________
(3)同主族元素的同類化合物的化學性質相似，寫出過氧化銣與CO2反應的化學方程式____________________
22．甲元素的原子序數是19，乙元素原子核外有2個電子層，最外層上有6個電子；丙是元素周期表第ⅠA族中金屬性最弱的堿金屬元素。由此推斷：
(1)甲元素在元素周期表中的位置是________________________________________________
(2)甲的單質與水反應的離子方程式為______________________________________________
(3)乙單質與丙單質反應的化學方程式為____________________________________________
(4)甲元素和丙元素的最高價氧化物對應水化物的堿性較強的是_______________(填化學式)
23．據報道，我國科學家通過與多個國家進行科技合作，成功研發出銫(Cs)原子噴泉鐘，標志著我國時間頻率基準研究進入世界先進行列。已知銫位于元素周期表中第六周期ⅠA族，根據銫在元素周期表中的位置，推斷下列內容：
(1)銫的原子核外共有______個電子層，最外層電子數為______，銫的原子序數為________
(2)銫單質與水劇烈反應，放出______色氣體，同時使紫色石蕊溶液顯______色，因為_______________________
(寫出化學方程式)
(3)預測銫單質的還原性比鈉單質的還原性__________(填“弱”或“強”)
【堿金屬元素的結構和性質】答案
【對點訓練1】
1．D。解析：鋰原子的次外層電子數為2，且鋰在自然界中也不能以游離態存在，A、C項不正確；失去電子發生的是氧化反應，B選項錯誤。
2．A。解析：結構決定性質，影響金屬化學性質的主要因素是其原子核外電子排布情況，尤其是最外層電子數。鉀原子和鈉原子的最外層電子數均為1，故對應單質的化學性質相似。
3．D。解析：Li在第ⅠA族，除堿金屬外，還有非金屬元素H，A項錯誤；Na＋和Li都只有兩個電子層，B項錯誤；Rb最外層是一個電子，而Rb＋最外層不是一個電子，C項錯誤。
【對點訓練2】
1．C。解析：元素的金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的堿性也越強，由于金屬性最強的元素是Cs，所以對應的氫氧化物中堿性最強的是CsOH，①正確；堿金屬單質的熔、沸點隨著原子序數的增加而降低，所以單質熔點最低的是銫，②錯誤；Li與O2反應只能得到Li2O，③錯誤；Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，應該保存在液體石蠟中，④錯誤；堿金屬元素隨原子序數的增加，原子半徑逐漸增大，失電子能力增強，所以其單質的還原性依次增強，⑤正確；由于堿金屬元素的原子半徑逐漸增大，原子核吸引電子的能力逐漸減弱，失電子能力增強，所以它們對應離子的氧化性依次減弱，⑥錯誤。故敘述錯誤的是②③④⑥。
2．C。解析：Rb、Cs的密度大于水，Cs略帶金色光澤，A項錯誤；堿金屬單質從Li到Cs，熔點依次降低，還原性依次增強，形成的陽離子的氧化性依次減弱，對應的氫氧化物堿性依次增強，C項正確，B、D項錯誤。
3．B。解析：由堿金屬元素的原子最外層電子數都為1可知，“類鈁”在化合物中顯＋1價，A項正確；堿金屬元素從上到下金屬性逐漸增強，其最高價氧化物對應的水化物為強堿，B項錯誤；堿金屬元素從上到下金屬性逐漸增強，“類鈁”的活潑性比鈁還強，單質遇水劇烈反應，可能發生爆炸，C項正確；堿金屬從上到下，單質的密度呈增大趨勢，“類鈁”的密度應是堿金屬中最大的，D項正確。
4．D。解析：A項，Cs的最外層電子數也是1，電子層數比K的多，故Cs的金屬性比K強，CsOH的堿性比KOH強，正確；B項，銫與Na性質相似，與水或酸反應更劇烈，都生成H2，正確；C項，Cs的還原性比Na強，所以Na＋的得電子能力比Cs＋強，正確；D項，因為Cs的金屬性強于Na，堿金屬元素只有Li與O2反應的產物為Li2O一種，其他與O2反應的產物至少有兩種，錯誤。
5．D。解析：ⅠA族元素還有氫元素，A錯；堿金屬單質非常活潑，在水溶液中先與水反應生成強堿再與銅離子反應生成Cu(OH)2沉淀，而不能將銅置換出來，B錯；由于鉀原子的最外層只有1個電子，鉀單質具有較強的還原性，但是其失去電子后形成的K＋最外層已經達到8電子的穩定結構，其氧化性非常弱，C錯；Cs是還原性比Li、Na、K、Rb都強的金屬單質，與水反應會發生爆炸，D正確。
【課時跟蹤檢測】
1．D。解析：鋰在第ⅠA族，該族中還有非金屬元素氫，A選項錯誤；Li、Na＋的粒子結構示意圖分別為 INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-22.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-22.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-22.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-22.tif" \* MERGEFORMATINET 、 INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-23.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-23.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-23.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\馬玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化學\\人教 必修2\\1-23.tif" \* MERGEFORMATINET ，B選項錯誤；K＋的離子結構示意圖為，其最外層有8個電子，C選項錯誤。
2．C。解析：鈉和鋰是同主族元素，在結構上都具有相同的最外層電子數，結構的相似性導致了它們性質的相似性。
3．B。解析：鉀沉在煤油中說明其密度比煤油大，A項有關；可用小刀片切割金屬鉀，說明鉀的硬度較小，B項無關；鉀保存在煤油中是為了防止其與空氣中的氧氣、水蒸氣等反應，C、D項有關。
4．A。解析：隨著堿金屬元素原子序數的增大，最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸增強，單質熔、沸點逐漸降低，單質的還原性逐漸增強。
5．D。解析：A項，在堿金屬元素中，K不是最活潑的元素；B項，Rb先與水反應，不會置換出Na；C項，堿金屬的陽離子很穩定，不具有強氧化性。
6．B。解析：金屬單質在反應中失去電子的多少，不能作為判斷金屬性強弱的依據，如1 mol Al反應失去的電子比1 mol Na多，但Al的金屬性比Na弱。
7．A。解析：Na在空氣中燃燒生成過氧化鈉，K在空氣中燃燒生成超氧化鉀，A項錯誤；堿金屬與水反應的產物均是堿和氫氣，只是劇烈程度不同，B項正確；隨著核電荷數的遞增，堿金屬元素所形成陽離子的氧化性逐漸減弱，C項正確；隨著原子序數的遞增，堿金屬的密度呈增大趨勢(K反常)，密度最小的是鋰，D項正確。
8．D。解析：類比鈉與鉀性質的相似性與遞變性。鉀、鈉與水反應的現象相似，但鉀比鈉活潑，與水反應更劇烈。
9．A。解析：堿金屬性質相似，均為銀白色(銫除外)的柔軟金屬，密度都比較小，A正確；堿金屬單質在空氣中燃燒，生成物并不全是過氧化物，如鋰只生成氧化物，而鉀還能生成比過氧化物更復雜的超氧化物，B不正確；堿金屬單質的熔、沸點隨原子序數的增加而降低，C不正確；Na、K都可以保存在煤油中，Li的密度更小，要保存在石蠟中，D不正確。
10．A。解析：119號元素應位于第八周期ⅠA族，屬于堿金屬元素，類比堿金屬的性質可知A項正確。
11．B
12．C。解析：鋰比鈉的活潑性弱，在空氣中燃燒只生成Li2O，LiOH的堿性比NaOH的弱，鋰的金屬性比鈉的弱，C項錯誤。
13．B。解析：鉀與水反應劇烈，從安全角度來看，用B裝置反應空間大且加有玻璃片，能防止液體濺出來，C項空間太小可能會爆炸，D項鉀與水反應太劇烈，不易操作。
14．C。解析：堿金屬元素在自然界中均以化合態形式存在，A項正確；銣的金屬性很強，因此金屬銣投入水中會發生爆炸式反應，生成物都隨反應條件的變化而變化，B項正確，C項錯誤；金屬銫的密度大于鈉，而鈉的熔點高于銫，D項正確。
15．A。解析：A項，堿金屬的金屬性從上至下依次增強，與O2或H2O反應的現象越來越劇烈，正確；B項，堿金屬的密度隨著原子序數的遞增呈增大趨勢(鉀反常)；C項，堿金屬的金屬性隨原子序數的遞增依次增強，其最高價氧化物對應水化物的堿性也依次增強；D項，堿金屬元素陽離子的氧化性隨著原子序數的遞增依次減弱。
16．C。解析：堿金屬元素最外層電子數都是1個，均易失去最外層的電子，化學性質均活潑，故A正確；同主族的堿金屬元素從上到下隨電子層數的增多金屬性依次增強，故B正確；Li、Na、K、Rb等堿金屬單質都是銀白色，但Cs具有金屬光澤，故C錯誤；隨核電荷數遞增，堿金屬元素的單質從上到下熔沸點逐漸降低，故D正確；答案為C。
17．A。解析：除銫外，堿金屬單質均為銀白色金屬，質軟，有延展性，密度較小，①正確；堿金屬單質在空氣中燃燒時，產物不同，Li生成Li2O，Na生成Na2O2，K、Rb、Cs則生成較復雜的氧化物，②錯誤；堿金屬單質性質活潑，都能與水劇烈反應，③正確；堿金屬單質的熔、沸點隨著原子序數的增加而逐漸降低，④錯誤。
18．C。解析：Na在空氣中燃燒會生成Na2O2，但Li沒有Na活潑，在空氣中燃燒生成的是Li2O，A項錯誤；ⅠA族中氫不屬于堿金屬元素，B錯誤；鈉還原性強于Mg，所以在熔融狀態下可從MgCl2中置換出鎂，C項正確；Na、K都可以保存在煤油中，Li的密度更小，要保存在石蠟中，D項錯誤。
19．A。解析：②中堿金屬不可直接用手拿，否則會和手上的汗水反應生成強堿而腐蝕皮膚；③中堿金屬中還原性最強的不是鉀；⑥從Li到Cs，密度呈增大趨勢，但K的密度小于Na，熔、沸點越來越低。所以②③⑥錯，選A。
20．A。解析：①錯誤，與水反應比鈉緩和。②正確。③正確，Li2O＋CO2===Li2CO3。④錯誤，Li＋只有一個電子層，2個電子，而Na＋兩個電子層，最外層是8個電子。⑤正確，金屬原子只能作還原劑。⑥錯誤，Li不能保存在煤油中(浮在上面)應保存在石蠟中。⑦錯誤，4Li＋O22Li2O。
21．(1)五　大　
(2)2Rb＋Cl22RbCl　2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑　劇烈　底　銣的密度比水的密度大　(3)2Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O2
解析：(2)Rb的密度比水大，遇水后沉在水底與水反應，銣的還原性比鈉強，與水反應比鈉劇烈。(3)可根據鈉的相應化合物發生的反應進行類推。
22．(1)第四周期ⅠA族
(2)2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑　
(3)4Li＋O22Li2O　(4)KOH
解析：甲元素的原子序數是19，則甲是K元素；乙元素原子核外有2個電子層，最外層上有6個電子，因此乙的原子序數是8，即乙是O元素；丙是元素周期表第ⅠA族中金屬性最弱的堿金屬元素，則丙是Li元素。(1)鉀元素在元素周期表中的位置是第四周期ⅠA族。(2)甲的單質與水反應的離子方程式為2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑。(3)乙單質與丙單質反應的化學方程式為4Li＋O22Li2O。(4)金屬性：K＞Li，元素的金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的堿性越強，則最高價氧化物對應水化物的堿性較強的是KOH。
23．(1)6　1　55
(2)無　藍　2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑
(3)強
解析：根據原子核外電子排布規律，結合銫在元素周期表中的位置知，銫原子核外電子分六層排布，分別是2、8、18、18、8、1，原子序數是55，最外層只有1個電子。銫與鈉同主族，具有極強的金屬性，與水反應生成氫氣和氫氧化銫：2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑，氫氧化銫是強堿，使紫色石蕊溶液變藍色。
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