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第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
第3課時 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)
[模塊導航] 模塊一 知識網(wǎng)絡構(gòu)建 模塊二 基礎知識梳理 模塊三 核心考點剖析（6個典例） 模塊四 基礎過關練（10題） 模塊五 能力提升練（12題） [學習目標] 1.了解堿金屬、鹵素在周期表中的位置及其原子結(jié)構(gòu)特點，了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關系。 2.了解堿金屬、鹵素性質(zhì)的相似性與遞變性，并能初步運用原子結(jié)構(gòu)理論解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。
[知識網(wǎng)絡構(gòu)建]
[基礎知識梳理]　
一、堿金屬元素
1．原子結(jié)構(gòu)特點
元素 核電 荷數(shù) 原子結(jié)構(gòu) 示意圖 最外層 電子數(shù) 電子 層數(shù) 原子半 徑/nm
鋰(Li) 3 1 2 0.152
鈉(Na) 11 3 0.186
鉀(K) 19 4 0.227
銣(Rb) 37 5 0.248
銫(Cs) 55 6 0.265
（1）相同點：堿金屬元素原子的最外層都有1個電子。
（2）不同點：堿金屬元素原子的核電荷數(shù)和電子層數(shù)不同。
2．相似性
(1)化學性質(zhì)
最外層都有1個電子→易失去1個電子→單質(zhì)具有很強的金屬性，化合價都是+1價。（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)）
①堿金屬單質(zhì)都能與氧氣等非金屬單質(zhì)反應。
②堿金屬單質(zhì)都能與水反應，其通式為2R＋2H2O===2ROH＋H2↑。
(2)物理性質(zhì)
銀白色金屬(Cs略帶金色光澤)，質(zhì)地較軟，有延展性，密度較小，熔點較低，電和熱的良導體。
3．遞變性(Li→Cs)
(1)化學性質(zhì)
隨著核電荷數(shù)的遞增，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強，故從鋰到銫，金屬性逐漸增強。
①
②與O2的反應的程度越來越劇烈。
③與H2O的反應越來越劇烈，如K與H2O反應可能會發(fā)生輕微爆炸，Rb與Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。
④最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸增強，CsOH的堿性最強_。
(2)物理性質(zhì)
密度逐漸增大(K反常)，熔沸點逐漸降低_。
4．特殊性
(1)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蠟密封。
(2)堿金屬元素的氫氧化物中只有LiOH微溶，其他均為易溶于水的強堿。
(3)堿金屬元素從Li到Cs，密度逐漸增大，但K的密度小于Na。
5．元素金屬性強弱的判斷標準
金屬性比較 本質(zhì) 原子越易失電子，金屬性越強(與原子失電子數(shù)目多少無關)
判斷方法 ①在金屬活動性順序表中越靠前，金屬性越強
②單質(zhì)與水或非氧化性酸反應越劇烈，金屬性越強
③單質(zhì)還原性越強或陽離子氧化性越弱，金屬性越強
④最高價氧化物對應水化物的堿性越強，金屬性越強
⑤若Xn＋＋Y →X＋Ym＋，則Y比X的金屬性強
⑥元素在周期表中的位置：左邊或下方元素的金屬性強
二、鹵族元素
1．原子結(jié)構(gòu)特點
元素 核電荷數(shù) 原子結(jié)構(gòu)示意圖 最外層電子數(shù) 電子層數(shù) 原子半徑
氟(F) 9 7 2 從上到下 由小到大
氯(Cl) 17 3
溴(Br) 35 4
碘(I) 53 5
（1）相同點：最外層電子數(shù)都是7個。
（2）不同點：核電荷數(shù)和電子層數(shù)不同。
2．鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)
氣體 物理性質(zhì)
Cl2 黃綠色有刺激性氣味的有毒氣體，能溶于水(1:2)，易液化，密度比空氣大
Br2 深紅棕色液體，易揮發(fā)，有刺激性氣味，有毒，在水中溶解度不大，但在有機溶劑中溶解度較大，儲存時要加水，水封，以防止揮發(fā)
I2 紫黑色固體，有光澤，易升華，在水中溶解度不大，但在有機溶劑中溶解度較大
隨著核電荷數(shù)的遞增，鹵素單質(zhì)的顏色逐漸加深；狀態(tài)由氣→液→固；密度逐漸增大；熔沸點逐漸升高。
3．鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性
（1）相似性：最外層電子數(shù)都是7個，化學反應中都容易得到1個電子，都表現(xiàn)很強的非金屬性（氧化性）。
（2）遞變性：隨著核電荷數(shù)和電子層的增加，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱，元素原子的得電子能力逐漸減弱，元素的非金屬性逐漸減弱。鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。
4．氯、溴、碘單質(zhì)間的置換
實驗內(nèi)容 操作方法 實驗現(xiàn)象 化學方程式
氯置換溴 將少量氯水滴入盛有KBr溶液的試管中，用力振蕩試管 無色變橙色 Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2
氯置換碘 將少量氯水滴入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩試管 無色變棕褐色 Cl2＋2KI===2KCl＋I2　
溴置換碘 將少量溴水滴入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩試管 無色變棕褐色 Br2＋2KI===2KBr＋I2　
結(jié)論 氯能從可溶的溴化物和碘化物水溶液中置換出溴和碘，溴能置換出碘，說明氯比溴和碘活潑，溴比碘活潑，即氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強弱為Cl2>Br2>I2
5．元素非金屬性強弱的判斷標準
非金屬性比較 本質(zhì) 原子越易得電子，非金屬性越強(與原子得電子數(shù)目多少無關)
判斷方法 ①與H2化合越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強
②單質(zhì)氧化性越強或陰離子還原性越弱，非金屬性越強
③最高價氧化物對應水化物的酸性越強，非金屬性越強
④元素在周期表中的位置：右邊或上方元素的非金屬性強
【歸納總結(jié)】同主族元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關系
[核心考點剖析]
考點一：堿金屬元素
[典例1]下列有關堿金屬的敘述正確的是
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．單質(zhì)可從硫酸銅稀溶液中置換出銅
D．在自然界中沒有游離態(tài)
【答案】D
【詳解】A．Li在空氣中燃燒只生成Li2O，A錯誤；
B．堿金屬元素是指ⅠA族除氫外的金屬元素，B錯誤；
C．堿金屬均較活潑，例如鈉和水生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉又和硫酸銅生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，C錯誤；
D．堿金屬均較活潑，在自然界中沒有游離態(tài)，D正確；
故選D。
[典例2]據(jù)報道、德國科學家實現(xiàn)了銣(Rb)原子氣體超流體態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉(zhuǎn)換，該成果將給量子計算機的研究帶來重大突破。已知銣在元素周期表中位于第五周期IA族。下列說法不正確的是
A．銣的原子序數(shù)為37
B．銣放到水中會比鈉跟水反應更劇烈
C．銣的氧化物暴露在空氣中易與CO2反應
D．銣的氫氧化物是弱堿
【答案】D
【詳解】A．銣的原子核內(nèi)有37個質(zhì)子，則原子序數(shù)為37，A說法正確；
B．銣的原子半徑大于Na，則失電子能力大于Na，故放到水中會比鈉跟水反應更劇烈，B說法正確；
C．銣的氧化物為堿性氧化物，則暴露在空氣中易與CO2反應，C說法正確；
D．銣的失電子能力大于Na，則銣的氫氧化物是強堿，D說法錯誤；
答案為D。
[典例3]銫是制造光電管的主要材料，銫元素的部分信息如圖所示。下列關于銫的說法中，不正確的是
A．原子序數(shù)為 55 B．是ⅠA 族元素
C．相對原子質(zhì)量是 132.9 g·mol-1 D．金屬性比鈉強
【答案】C
【詳解】A．根據(jù)信息可知，Cs的原子序數(shù)為55，A正確；
B．Cs的原子序數(shù)為55，屬于堿金屬元素，位于ⅠA 族，B正確；
C．相對原子質(zhì)量是 132.9，C錯誤；
D．同族元素從上到下金屬性依次增強，所以金屬性：Cs＞Na，D正確；
故選C。
考點二：鹵族元素
[典例4]將稍過量的氯氣通入溴化鈉溶液中，然后把溶液蒸干，再將剩余殘渣灼燒，最后留下的物質(zhì)是
A．溴單質(zhì) B．溴單質(zhì)和氯化鈉 C．氯化鈉和溴化鈉 D．氯化鈉
【答案】D
【詳解】因氧化性Cl2＞Br2，在含有NaBr中通入過量Cl2，可生成Br2與NaCl，其中Br2易揮發(fā)，將溶液蒸干，并將剩余殘渣灼燒，最后剩余固體為NaCl，綜上所述故選D。
[典例5]溴(Br)與氯(Cl)同屬“鹵族元素”，最外層均有7個電子，在反應中容易得1個電子，化學性質(zhì)具有很大的相似性，氧化性，下面根據(jù)氯的性質(zhì)對溴的性質(zhì)預測合理的是
A．溴單質(zhì)只具有氧化性
B．溴蒸氣與氫氣在加熱下反應生成HBr
C．還原性比弱
D．溴單質(zhì)與足量NaOH溶液反應生成NaBr和HBrO
【答案】B
【詳解】A．溴單質(zhì)化合價既可升高，也可降低，因此既有氧化性又有還原性，故A不符合題意；
B．氯氣與氫氣在點燃條件下反應生成HCl，溴蒸氣與氫氣在加熱下反應生成HBr，故B符合題意；
C．氧化性，則還原性比強，故C不符合題意；
D．溴單質(zhì)與足量NaOH溶液反應生成NaBr、NaBrO和水，故D不符合題意。
綜上所述，答案為B。
[典例6]某同學進行如下實驗：
實驗 操作和現(xiàn)象
Ⅰ 向溴水中滴加少量，振蕩，層顯橙色
Ⅱ 向碘水中滴加少量，振蕩，層顯紫色
Ⅲ 向KBr、KI的混合液中加入，然后滴加氯水，振蕩后層顯紫色；再滴加氯水，振蕩后紫色褪去；繼續(xù)滴加氯水，振蕩后層變?yōu)槌壬?br/>下列分析錯誤的是
A．Ⅰ和Ⅱ為對照組
B．Ⅰ中層顯橙色，說明層含
C．Ⅲ中層顯紫色，說明的氧化性強于
D．Ⅲ中層變?yōu)槌壬f明水層中不含
【答案】C
【詳解】A．Ⅰ和Ⅱ分別為向溴水、碘水中滴加CCl4，振蕩，可以看到溴、碘溶于CCl4中的顏色，以便為Ⅲ提供顏色對照，所以Ⅰ和Ⅱ為對照組，故A正確；
B．Br2在CCl4中顯橙色，Ⅰ中 CCl4 層顯橙色，說明 CCl4 層含 Br2，故B正確；
C．Ⅲ中 CCl4 層顯紫色，是氯水中的Cl2和KI發(fā)生置換反應生成I2，說明Cl2 的氧化性強于 I2；Cl2沒有和Br -反應而和I-反應說明I-的還原性強于Br -，可得出結(jié)論：Br2的氧化性強于I2，故C錯誤；
D．向KBr、KI的混合液中加入 CCl4 ，然后滴加氯水，振蕩后 CCl4 層顯紫色說明I-的還原性強于Br -；繼續(xù)滴加氯水，振蕩后 CCl4 層變?yōu)槌壬f明Cl2和Br-發(fā)生反應生成Br2，說明水層中不含I-，故D正確；
故選C。
[基礎過關練]
1．隨著原子序數(shù)的增加，堿金屬元素有關性質(zhì)的遞變規(guī)律錯誤的是
A．最高正化合價增大 B．原子半徑增大
C．熔沸點降低 D．氫氧化物堿性增強
【答案】A
【詳解】A．堿金屬是同一主族ⅠA的元素，最外層電子數(shù)均為1個，故最高正化合價均為+1價，A錯誤；
B．同一主族從上往下，原子序數(shù)的增加，原子半徑增大，B正確；
C．堿金屬元素從Li到Cs的熔沸點依次降低，C正確；
D．堿金屬從上往下，金屬性增強，氫氧化物堿性增強，D正確；
故答案為：A。
2．下列關于堿金屬和鹵素單質(zhì)的有關說法正確的是
A．隨原子序數(shù)遞增，堿金屬密度一定增大 B．堿金屬都呈銀白色
C．液溴采用水封法保存 D．碘的升華是化學變化
【答案】C
【詳解】A．隨著原子序數(shù)增大，堿金屬密度呈增大趨勢，但是K的密度比Na小，A錯誤；
B．堿金屬中Cs為金黃色，其余為銀白色，B錯誤；
C．由于Br2易揮發(fā)，且密度比水大，故可采用水封法抑制其揮發(fā)，C正確；
D．碘的升華屬于物理變化，D錯誤；
故答案選C。
3．下列有關溴、碘的說法中正確的是
A．溴和碘只能從海水中提取
B．單質(zhì)溴溶解在四氯化碳中呈現(xiàn)紫紅色
C．在碘化鉀溶液中加入淀粉溶液呈藍色
D．存放液溴的試劑瓶要用橡皮塞密封并用水封
【答案】A
【詳解】A．溴和碘在陸地上的含量極少，而在海水中含量豐富，因此只能從海水中提取，故A正確；
B．單質(zhì)溴溶于水呈橙黃色，溶于四氯化碳呈橙紅色，故B錯誤；
C．碘化鉀中的碘是碘離子，不能使淀粉溶液變藍，故C錯誤；
D．溴具有揮發(fā)性，存放時加水液封，防止揮發(fā)，但液溴會腐蝕橡膠，不能用橡膠塞存放液溴，故D錯誤；
答案選A。
4．下列各組比較不正確的是
A．鋰與水反應不如鈉與水反應劇烈
B．還原性：K>Na，故K可以從NaCl溶液中置換出金屬鈉
C．金屬性：K>Na>Li
D．堿金屬元素原子最外層電子數(shù)相同
【答案】B
【詳解】A．Li的金屬性比Na弱，故Li與水反應不如Na與水反應劇烈，A正確；
B．K非常活潑，可以和水法神反應，把K投入到NaCl溶液中，K會立即和水發(fā)生反應，不會置換出金屬Na，B錯誤；
C．同主族元素從上到下金屬性依次增強，C正確；
D．堿金屬元素均為第一主族元素，同主族元素最外層電子數(shù)相同，D正確；
故選B。
5．某課外小組同學通過實驗發(fā)現(xiàn)鉀和鈉的化學性質(zhì)相似。下列解釋最合理的是
A．都屬于金屬元素 B．原子的最外層電子數(shù)相同
C．元素的最高正化合價相同 D．原子半徑相差不大
【答案】B
【詳解】決定元素化學性質(zhì)的主要因素是最外層電子數(shù)，鈉和鉀都位于元素周期表IA族，最外層電子數(shù)相同，所以化學性質(zhì)相似，故選B。
6．下列有關堿金屬元素的性質(zhì)判斷正確的是
A．Rb與H2O反應最劇烈
B．K比Na活潑，故K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
【答案】D
【分析】從Li到Fr，金屬性逐漸增強。
【詳解】A．Fr的金屬性最強，與H2O反應最劇烈，A錯誤；
B．K比Na活潑，與水劇烈反應，不能置換出NaCl溶液中的Na，B錯誤；
C．堿金屬的陽離子具有一定的氧化性，但不強，C錯誤；
D．從Li到Cs，原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的引力逐漸減小，失電子能力增強，D正確；
答案選D。
7．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(tài)下，鈉可以從MgCl2中置換出鎂
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
【答案】C
【詳解】A．Li在空氣中燃燒只生成Li2O，故A錯誤；
B．堿金屬元素是指ⅠA族除氫外的金屬元素，故B錯誤；
C．鈉比鎂金屬性強，能在熔融狀態(tài)下置換出氯化鎂中的鎂單質(zhì)，故C正確；
D．Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，故D錯誤；
故選：C。
8．將少量通入溶液中，再加入，振蕩后靜置，對該實驗的描述，錯誤的是
A．在該實驗中作萃取劑 B．該實驗能證明的非金屬性比I的強
C．形成均勻的紫紅色溶液 D．該實驗能說明的還原性比的強
【答案】C
【分析】氧化性大于，因此少量通入溶液中將生成，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，因此將溶解于中，溶液出現(xiàn)分層，上層為無色的與KCl的混合溶液，下層為的溶液，呈紫紅色。
【詳解】A．CCl4不溶于水，I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，則CCl4可用作萃取劑，故A說法正確；
B．下層CCl4溶液呈紫紅色，說明Cl2從KI中置換出了碘單質(zhì)，證明氯元素比碘元素的非金屬性強，故B說法正確；
C．上層溶液呈無色，下層溶液呈紫紅色，故C說法錯誤；
D．所發(fā)生反應的離子方程式為：Cl+2I-=2C1-+I2，Cl2為氧化劑，Cl-是還原產(chǎn)物，I-是還原劑，則I-的還原性比Cl-的還原性強。故D說法正確。
故選：C。
9．在含有KCl、KBr、KI的溶液中，通入過量的氯氣，然后將溶液蒸干、灼燒后所得到的固體是
A．KBr B．KCl C．KBr、KCl D．KCl、Br2、I2
【答案】B
【詳解】還原性：I->Br->Cl-，在含有KCl、KBr、KI的溶液中，通入過量的氯氣，依次發(fā)生Cl2+2KI=2KCl+I2，Cl2+2KBr=2KCl+Br2，反應后得到I2、KCl、Br2和水的混合物，然后將溶液蒸干、灼燒，水蒸發(fā)，Br2揮發(fā)，I2升華，最后得到KCl固體，B符合題意；
選B。
10．下列關于碘和溴的性質(zhì)說法中，錯誤的是
A．溴在常溫下呈液態(tài)，易揮發(fā)
B．碘在常溫下為紫黑色的固體，易溶于水
C．溴可以溶于水，更易溶于四氯化碳等有機溶劑
D．碘在氣體時為紫色，溶于水呈棕黃色，溶于四氯化碳呈紫色
【答案】B
【詳解】A．溴單質(zhì)在常溫下為液體，容易揮發(fā)，A正確；
B．碘單質(zhì)在常溫下為紫黑色固體，難溶于水，B錯誤；
C．溴可溶于水，在四氯化碳等有機溶劑中溶解度更大，更易溶，C正確；
D．碘蒸汽為紫色，碘水為棕黃色，碘的四氯化碳溶液呈紫色，D正確；
故選B。
[能力提升練]
1．已知有鈉、鉀及鈉鉀合金，對于它們?nèi)呷埸c高低比較正確的是
A．鈉鉀合金＞鈉＞鉀 B．鈉＞鉀＞鈉鉀合金
C．鈉＞鈉鉀合金＞鉀 D．鉀＞鈉鉀合金＞鈉
【答案】B
【分析】合金的熔點比各成分金屬的熔點低，堿金屬的熔點隨原子序數(shù)的增大而減小，以此來解答。
【詳解】合金的熔點比各成分的熔點低，堿金屬的熔點隨原子序數(shù)的增大而減小，則熔點為鈉>鉀>鈉和鉀的合金，
故答案選B。
2．下列關于堿金屬按Li、Na、K、Rb、Cs的順序敘述中不正確的是
A．堿金屬原子最外層都只有一個電子，在化學反應中容易失電子表現(xiàn)出強還原性
B．單質(zhì)的熔點和沸點依次遞減
C．單質(zhì)都能與水反應生成堿，都能在空氣中燃燒生成過氧化物
D．原子半徑逐漸增大，單質(zhì)與水反應的劇烈程度逐漸增強
【答案】C
【詳解】A．Li、Na、K、Rb、Cs原子最外層都只有1個電子，在化學反應中容易失去1個電子表現(xiàn)出強還原性，故A正確；
B．堿金屬按Li、Na、K、Rb、Cs的順序，半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，熔沸點依次降低，故B正確；
C．鋰在空氣中燃燒生成氧化鋰，故C錯誤；
D．堿金屬按Li、Na、K、Rb、Cs的順序，原子半徑逐漸增大，金屬性依次增強，單質(zhì)與水反應的劇烈程度逐漸增強，故D正確；
故選C。
3．下列說法中，正確的是
A．堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)活潑，易從鹽溶液中置換其它金屬。
B．堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒生成的都是過氧化物。
C．隨核電荷數(shù)增加，堿金屬單質(zhì)溶、沸點降低。
D．堿金屬的原子半徑越大，越易失電子，其還原性越弱。
【答案】C
【詳解】A．K、Na等過于活潑的堿金屬先和水反應，生成強堿，而不是與鹽溶液發(fā)生置換反應，故A錯誤；
B．金屬Li在空氣中燃燒生成氧化鋰，金屬鉀在空氣中燃燒生成超氧化鉀，只有金屬鈉在空氣中燃燒生成過氧化鈉，故B錯誤；
C．隨核電荷數(shù)增加，其陽離子半徑越來越大，與自由電子的作用力越來越弱，所以堿金屬單質(zhì)溶、沸點降低，故C正確；
D．堿金屬的原子半徑越大，原子核對最外層電子的吸引能力減弱，則越易失電子，其還原性越強，故D錯誤。
答案選C。
4．某小組為了探究鹵素的性質(zhì)，設計一組實驗，實驗結(jié)果如下：
序號 操作 現(xiàn)象
① 5 mL0.1 mol/LKI淀粉溶液中滴加少量新制氯水 溶液變藍色，不褪色
② 5 mL0.1 mol/L NaBr溶液中滴加少量新制氯水和CCl4振蕩，靜置 溶液分層，下層呈紅棕色
③ 在新制氯水中，滴幾滴0.1 mol/L KI淀粉溶液 溶液先變藍色，后褪色
④ 在新制氯水中，滴幾滴0.1 mol/LNaBr溶液和CCl4，振蕩、靜置 溶液分層，下層呈紅棕色
⑤ 取少量③中褪色后溶液分成甲、乙兩份。在甲中滴加淀粉溶液；在乙中滴加適量KI溶液 甲中不變色；乙中變藍色
下列推斷正確的是
A．上述實驗說明氧化性：Cl2＞Br2＞I2 B．實驗⑤說明氯水氧化了I2
C．實驗④說明氯水不能氧化Br2 D．實驗③說明氯水氧化I2生成了HIO3
【答案】C
【分析】利用氧化還原反應中物質(zhì)的氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物，及I2遇淀粉溶液變?yōu)樗{色，Br2的水溶液顯紅棕色，Br2、I2易溶于有機溶劑CCl4中，CCl4是密度比水大于水互不相溶的性質(zhì)分析。
【詳解】A．根據(jù)實驗①可知物質(zhì)的氧化性：Cl2＞I2，根據(jù)實驗②可知物質(zhì)的氧化性：Br2＞I2，但不能確定Br2、I2的氧化性的強弱，A錯誤；
B．實驗⑤中試管里有過量的氯水，可能是氯水氧化了KI，也可能是氧化了I2，B錯誤；
C．實驗④中氯水過量，下層仍然呈紅棕色，說明氯水不能氧化溴單質(zhì)，C正確；
D．實驗③可能氧化了I2，但不能確定氧化產(chǎn)物，因為，，D錯誤；
故合理選項是C。
5．向盛有碘水的A、B的兩個試管中，分別加入四氯化碳和酒精，振蕩、靜置，最后觀察到
A．都分兩層，下層有顏色
B．都分兩層，上層有顏色
C．都分兩層，加四氯化碳的試管中下層有顏色；加酒精的試管中上層有顏色
D．加四氯化碳的試管分層，上層無色，下層有顏色；加酒精的試管不分層，有顏色
【答案】D
【詳解】酒精與水混溶，向碘水中加入酒精，振蕩，液體不分層，整個混合溶液都有顏色；四氯化碳與水互不相溶，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，充分振蕩后，液體分層，下層顏色深，上層幾乎無色，故合理選項是D。
6．有淀粉溶液在白紙上寫字，干了之后，噴灑哪種溶液，使得“白色字”變成“藍色字”
A．碘化鉀溶液 B．白醋 C．碘水 D．溴水
【答案】C
【詳解】淀粉調(diào)制的液體在白紙上寫字，然后在白紙上灑碘酒能把字顯示出來，利用了淀粉遇碘變藍的特性，綜上所述故選C。
7．下列物質(zhì)的保存方法正確的是。
A．少量液溴保存在棕色細口瓶中，并要加水液封。
B．新制氯水保存在無色廣口瓶中，并放置在陰暗處。
C．固體碘保存在無色細口瓶中，并要加水液封。
D．漂白粉無需密封保存，放置在陰涼處即可
【答案】A
【詳解】A．液溴有揮發(fā)性，所以保存在棕色細口瓶中，并要加水液封，選項A正確；
B．新制氯水是見光易分解的液體試劑，應保存在棕色細口試劑瓶中，選項B錯誤；
C．碘是易升華的固體，單質(zhì)碘要保存在棕色廣口瓶中，并放置在陰涼處，選項C錯誤；
D．漂白粉中次氯酸鈣易與空氣中水和二氧化碳反應生成次氯酸，次氯酸見光分解，所以漂白粉要密封存放于干燥陰涼處，選項D錯誤；
答案選A。
8．下列敘述中錯誤的是
A．能使?jié)櫇竦牡矸墼嚰堊兂伤{色的物質(zhì)不一定是
B．液溴易揮發(fā)，在存放液溴的試劑瓶中應加少量水進行水封
C．某溶液中加入，層顯紫色，證明原溶液中存在
D．碘易升華，可用加熱升華法除去NaCl中混有的
【答案】C
【詳解】A．只要能把碘化鉀氧化成碘單質(zhì)的物質(zhì)都能使?jié)駶櫟牡矸墼嚰堊兯{，A正確；
B．因為液溴易揮發(fā)，在試劑瓶中存放時應加少量水進行水封，B正確；
C．某溶液中加入四氯化碳，四氯化碳層顯紫色證明存在而不是，C不正確；
D．NaCl穩(wěn)定，碘易升華，可通過加熱的方法除去NaCl中混有的，D正確。
故選C。
9．下列關于銫（Cs）的敘述正確的是
A．它位于周期表的第五周期、第I主族
B．硝酸銫是離子化合物
C．氫氧化銫是弱堿
D．在鈉、鉀、銣、銫四種單質(zhì)中，銫的熔點最高
【答案】B
【詳解】A.根據(jù)Cs的原子結(jié)構(gòu)可知：Cs位于元素周期表的第五周期、第IA族，A正確；
B.硝酸銫是強酸HNO3與強堿CsOH形成的鹽，屬于離子化合物，B正確；
C.元素的金屬性越強，其相應的最高價氧化物對應的水化物的堿性就越強。由于Cs元素的金屬性很強，因此氫氧化銫是一種強堿，C錯誤；
D.同一主族的元素，從上到下元素的金屬性逐漸增強，元素的金屬性越強，其相應的金屬內(nèi)的金屬鍵就越弱，斷裂消耗的能量就越低，物質(zhì)的熔沸點就越低。在鈉、鉀、銣、銫四種金屬單質(zhì)中，銫金屬性最強，因此銫的熔點最低，D錯誤；
故合理選項是B。
10．溴化碘(IBr)的化學性質(zhì)跟Cl2、Br2和I2相似，下列有關溴化碘的敘述中，錯誤的是
A．溴化碘通常作氧化劑
B．溴化碘跟水的反應屬于氧化還原反應
C．溴化碘跟NaOH溶液反應后生成NaBr、NaIO和水
D．溴化碘能跟多數(shù)金屬反應生成溴化物及碘化物
【答案】B
【詳解】A．由題給信息可知，溴化碘(IBr)的化學性質(zhì)跟Cl2、Br2和I2相似，而Cl2、Br2和I2在反應中通常作氧化劑，所以溴化碘通常作氧化劑，A正確；
B．溴化碘跟水反應的化學方程式為IBr+H2O=HBr+HIO，元素的化合價沒有發(fā)生改變，屬于非氧化還原反應，B錯誤；
C．溴化碘跟NaOH溶液反應，可認為溴化碘先跟水反應，反應的產(chǎn)物HBr、HIO再跟NaOH反應，所以最終生成NaBr、NaIO和水，C正確；
D．溴化碘(IBr)的化學性質(zhì)跟Cl2、Br2和I2相似，所以溴化碘能跟多數(shù)金屬反應，生成溴化物、碘化物等，D正確；
故選B。
11．根據(jù)下表回答問題。
(1)表中________(填元素符號)的非金屬性最強；________(填元素符號)的金屬性最強，寫出該元素的單質(zhì)與水反應的離子方程式：__________________________________________
(2)表中元素③的原子結(jié)構(gòu)示意圖是________。
(3)表中元素⑤、⑦的氫化物的穩(wěn)定性順序為________＞________(填化學式)。
(4)表中元素最高價氧化物對應水化物中酸性最強的是________(填化學式)。
【答案】(1)F　K　2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑
(2)　(3)HF　HBr　(4)HClO4
【詳解】根據(jù)元素在周期表中的位置可知①～⑦分別是H、Li、Na、K、F、Cl、Br。(1)根據(jù)元素周期律可判斷表中氟元素的非金屬性最強；鉀元素的金屬性最強，單質(zhì)鉀與水反應的離子方程式為2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑。(2)表中元素③是Na，原子結(jié)構(gòu)示意圖是。(3)同主族元素從上到下，非金屬性逐漸減弱，則簡單氫化物的穩(wěn)定性依次減弱，所以氟化氫的穩(wěn)定性大于溴化氫。(4)表中非金屬性最強的元素為F，氟無正化合價，無最高價含氧酸，故元素的最高價氧化物對應水化物中酸性最強的為HClO4。
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第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
第3課時 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)
[模塊導航] 模塊一 知識網(wǎng)絡構(gòu)建 模塊二 基礎知識梳理 模塊三 核心考點剖析（6個典例） 模塊四 基礎過關練（10題） 模塊五 能力提升練（12題） [學習目標] 1.了解堿金屬、鹵素在周期表中的位置及其原子結(jié)構(gòu)特點，了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關系。 2.了解堿金屬、鹵素性質(zhì)的相似性與遞變性，并能初步運用原子結(jié)構(gòu)理論解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。
[知識網(wǎng)絡構(gòu)建]
[基礎知識梳理]　
一、堿金屬元素
1．原子結(jié)構(gòu)特點
元素 核電 荷數(shù) 原子結(jié)構(gòu) 示意圖 最外層 電子數(shù) 電子 層數(shù) 原子半 徑/nm
鋰(Li) 3 1 2 0.152
鈉(Na) 11 3 0.186
鉀(K) 19 4 0.227
銣(Rb) 37 5 0.248
銫(Cs) 55 6 0.265
（1）相同點：堿金屬元素原子的最外層都有 電子。
（2）不同點：堿金屬元素原子的核電荷數(shù)和電子層數(shù) 。
2．相似性
(1)化學性質(zhì)
最外層都有 個電子→易 電子→單質(zhì)具有很強的 性，化合價都是+1價。（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)）
①堿金屬單質(zhì)都能與 等非金屬單質(zhì)反應。
②堿金屬單質(zhì)都能與水反應，其通式為 。
(2)物理性質(zhì)
色金屬(Cs略帶金色光澤)，質(zhì)地 ，有延展性，密度 ，熔點 ，電和熱的良導體。
3．遞變性(Li→Cs)
(1)化學性質(zhì)
隨著核電荷數(shù)的遞增，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸 ，原子半徑逐漸 ，原子核對最外層電子的吸引力逐漸 ，失電子能力逐漸 ，故從鋰到銫，金屬性逐漸 。
①
②與O2的反應的程度越來越 。
③與H2O的反應越來越 ，如K與H2O反應可能會發(fā)生 爆炸，Rb與Cs遇水發(fā)生 爆炸。
④最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸 ，CsOH的堿性 。
(2)物理性質(zhì)
密度逐漸 (K反常)，熔沸點逐漸 。
4．特殊性
(1)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蠟密封。
(2)堿金屬元素的氫氧化物中只有LiOH微溶，其他均為易溶于水的強堿。
(3)堿金屬元素從Li到Cs，密度逐漸增大，但K的密度小于Na。
5．元素金屬性強弱的判斷標準
金屬性比較 本質(zhì) 原子越易失電子，金屬性越強(與原子失電子數(shù)目多少無關)
判斷方法 ①在金屬活動性順序表中越靠前，
②單質(zhì)與水或非氧化性酸反應越劇烈，
③單質(zhì)還原性越強或陽離子氧化性越弱，
④最高價氧化物對應水化物的堿性越強，
⑤若Xn＋＋Y →X＋Ym＋，則Y比X的金屬性強
⑥元素在周期表中的位置：左邊或下方元素的金屬性強
二、鹵族元素
1．原子結(jié)構(gòu)特點
元素 核電荷數(shù) 原子結(jié)構(gòu)示意圖 最外層電子數(shù) 電子層數(shù) 原子半徑
氟(F) 9 7 2 從上到下 由小到大
氯(Cl) 17 3
溴(Br) 35 4
碘(I) 53 5
（1）相同點：最外層電子數(shù)都是 。
（2）不同點：核電荷數(shù)和電子層數(shù) 。
2．鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)
氣體 物理性質(zhì)
Cl2 有刺激性氣味的有毒氣體，能溶于水(1:2)，易液化，密度比空氣大
Br2 液體，易揮發(fā)，有刺激性氣味，有毒，在水中溶解度不大，但在有機溶劑中溶解度較大，儲存時要加水，水封，以防止揮發(fā)
I2 固體，有光澤，易升華，在水中溶解度不大，但在有機溶劑中溶解度較大
隨著核電荷數(shù)的 ，鹵素單質(zhì)的顏色逐漸 ；狀態(tài)由氣→液→固；密度逐漸 ；熔沸點逐漸 。
3．鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性
（1）相似性：最外層電子數(shù)都是 ，化學反應中都容易得到 電子，都表現(xiàn)很強的 。
（2）遞變性：隨著核電荷數(shù)和電子層的 ，原子半徑逐漸 ，原子核對最外層電子的吸引力逐漸 ，元素原子的得電子能力逐漸 ，元素的非金屬性逐漸 。鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸 。
4．氯、溴、碘單質(zhì)間的置換
實驗內(nèi)容 操作方法 實驗現(xiàn)象 化學方程式
氯置換溴 將少量氯水滴入盛有KBr溶液的試管中，用力振蕩試管 無色 變 色
氯置換碘 將少量氯水滴入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩試管 無色 變 色
溴置換碘 將少量溴水滴入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩試管 無色 變 色
結(jié)論 氯能從可溶的溴化物和碘化物水溶液中置換出 ，溴能置換出 ，說明氯比溴和碘活潑，溴比碘活潑，即氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強弱為Cl2>Br2>I2
5．元素非金屬性強弱的判斷標準
非金屬性比較 本質(zhì) 原子越易得電子，非金屬性越強(與原子得電子數(shù)目多少無關)
判斷方法 ①與H2化合越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，
②單質(zhì)氧化性越強或陰離子還原性越弱，
③最高價氧化物對應水化物的酸性越強，
④元素在周期表中的位置：右邊或上方元素的
【歸納總結(jié)】同主族元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關系
[核心考點剖析]
考點一：堿金屬元素
[典例1]下列有關堿金屬的敘述正確的是
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．單質(zhì)可從硫酸銅稀溶液中置換出銅
D．在自然界中沒有游離態(tài)
[典例2]據(jù)報道、德國科學家實現(xiàn)了銣(Rb)原子氣體超流體態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉(zhuǎn)換，該成果將給量子計算機的研究帶來重大突破。已知銣在元素周期表中位于第五周期IA族。下列說法不正確的是
A．銣的原子序數(shù)為37
B．銣放到水中會比鈉跟水反應更劇烈
C．銣的氧化物暴露在空氣中易與CO2反應
D．銣的氫氧化物是弱堿
[典例3]銫是制造光電管的主要材料，銫元素的部分信息如圖所示。下列關于銫的說法中，不正確的是
A．原子序數(shù)為 55 B．是ⅠA 族元素
C．相對原子質(zhì)量是 132.9 g·mol-1 D．金屬性比鈉強
考點二：鹵族元素
[典例4]將稍過量的氯氣通入溴化鈉溶液中，然后把溶液蒸干，再將剩余殘渣灼燒，最后留下的物質(zhì)是
A．溴單質(zhì) B．溴單質(zhì)和氯化鈉 C．氯化鈉和溴化鈉 D．氯化鈉
[典例5]溴(Br)與氯(Cl)同屬“鹵族元素”，最外層均有7個電子，在反應中容易得1個電子，化學性質(zhì)具有很大的相似性，氧化性，下面根據(jù)氯的性質(zhì)對溴的性質(zhì)預測合理的是
A．溴單質(zhì)只具有氧化性
B．溴蒸氣與氫氣在加熱下反應生成HBr
C．還原性比弱
D．溴單質(zhì)與足量NaOH溶液反應生成NaBr和HBrO
[典例6]某同學進行如下實驗：
實驗 操作和現(xiàn)象
Ⅰ 向溴水中滴加少量，振蕩，層顯橙色
Ⅱ 向碘水中滴加少量，振蕩，層顯紫色
Ⅲ 向KBr、KI的混合液中加入，然后滴加氯水，振蕩后層顯紫色；再滴加氯水，振蕩后紫色褪去；繼續(xù)滴加氯水，振蕩后層變?yōu)槌壬?br/>下列分析錯誤的是
A．Ⅰ和Ⅱ為對照組
B．Ⅰ中層顯橙色，說明層含
C．Ⅲ中層顯紫色，說明的氧化性強于
D．Ⅲ中層變?yōu)槌壬f明水層中不含
[基礎過關練]
1．隨著原子序數(shù)的增加，堿金屬元素有關性質(zhì)的遞變規(guī)律錯誤的是
A．最高正化合價增大 B．原子半徑增大
C．熔沸點降低 D．氫氧化物堿性增強
2．下列關于堿金屬和鹵素單質(zhì)的有關說法正確的是
A．隨原子序數(shù)遞增，堿金屬密度一定增大 B．堿金屬都呈銀白色
C．液溴采用水封法保存 D．碘的升華是化學變化
3．下列有關溴、碘的說法中正確的是
A．溴和碘只能從海水中提取
B．單質(zhì)溴溶解在四氯化碳中呈現(xiàn)紫紅色
C．在碘化鉀溶液中加入淀粉溶液呈藍色
D．存放液溴的試劑瓶要用橡皮塞密封并用水封
4．下列各組比較不正確的是
A．鋰與水反應不如鈉與水反應劇烈
B．還原性：K>Na，故K可以從NaCl溶液中置換出金屬鈉
C．金屬性：K>Na>Li
D．堿金屬元素原子最外層電子數(shù)相同
5．某課外小組同學通過實驗發(fā)現(xiàn)鉀和鈉的化學性質(zhì)相似。下列解釋最合理的是
A．都屬于金屬元素 B．原子的最外層電子數(shù)相同
C．元素的最高正化合價相同 D．原子半徑相差不大
6．下列有關堿金屬元素的性質(zhì)判斷正確的是
A．Rb與H2O反應最劇烈
B．K比Na活潑，故K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
7．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(tài)下，鈉可以從MgCl2中置換出鎂
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
8．將少量通入溶液中，再加入，振蕩后靜置，對該實驗的描述，錯誤的是
A．在該實驗中作萃取劑 B．該實驗能證明的非金屬性比I的強
C．形成均勻的紫紅色溶液 D．該實驗能說明的還原性比的強
9．在含有KCl、KBr、KI的溶液中，通入過量的氯氣，然后將溶液蒸干、灼燒后所得到的固體是
A．KBr B．KCl C．KBr、KCl D．KCl、Br2、I2
10．下列關于碘和溴的性質(zhì)說法中，錯誤的是
A．溴在常溫下呈液態(tài)，易揮發(fā)
B．碘在常溫下為紫黑色的固體，易溶于水
C．溴可以溶于水，更易溶于四氯化碳等有機溶劑
D．碘在氣體時為紫色，溶于水呈棕黃色，溶于四氯化碳呈紫色
[能力提升練]
1．已知有鈉、鉀及鈉鉀合金，對于它們?nèi)呷埸c高低比較正確的是
A．鈉鉀合金＞鈉＞鉀 B．鈉＞鉀＞鈉鉀合金
C．鈉＞鈉鉀合金＞鉀 D．鉀＞鈉鉀合金＞鈉
2．下列關于堿金屬按Li、Na、K、Rb、Cs的順序敘述中不正確的是
A．堿金屬原子最外層都只有一個電子，在化學反應中容易失電子表現(xiàn)出強還原性
B．單質(zhì)的熔點和沸點依次遞減
C．單質(zhì)都能與水反應生成堿，都能在空氣中燃燒生成過氧化物
D．原子半徑逐漸增大，單質(zhì)與水反應的劇烈程度逐漸增強
3．下列說法中，正確的是
A．堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)活潑，易從鹽溶液中置換其它金屬。
B．堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒生成的都是過氧化物。
C．隨核電荷數(shù)增加，堿金屬單質(zhì)溶、沸點降低。
D．堿金屬的原子半徑越大，越易失電子，其還原性越弱。
4．某小組為了探究鹵素的性質(zhì)，設計一組實驗，實驗結(jié)果如下：
序號 操作 現(xiàn)象
① 5 mL0.1 mol/LKI淀粉溶液中滴加少量新制氯水 溶液變藍色，不褪色
② 5 mL0.1 mol/L NaBr溶液中滴加少量新制氯水和CCl4振蕩，靜置 溶液分層，下層呈紅棕色
③ 在新制氯水中，滴幾滴0.1 mol/L KI淀粉溶液 溶液先變藍色，后褪色
④ 在新制氯水中，滴幾滴0.1 mol/LNaBr溶液和CCl4，振蕩、靜置 溶液分層，下層呈紅棕色
⑤ 取少量③中褪色后溶液分成甲、乙兩份。在甲中滴加淀粉溶液；在乙中滴加適量KI溶液 甲中不變色；乙中變藍色
下列推斷正確的是
A．上述實驗說明氧化性：Cl2＞Br2＞I2 B．實驗⑤說明氯水氧化了I2
C．實驗④說明氯水不能氧化Br2 D．實驗③說明氯水氧化I2生成了HIO3
5．向盛有碘水的A、B的兩個試管中，分別加入四氯化碳和酒精，振蕩、靜置，最后觀察到
A．都分兩層，下層有顏色
B．都分兩層，上層有顏色
C．都分兩層，加四氯化碳的試管中下層有顏色；加酒精的試管中上層有顏色
D．加四氯化碳的試管分層，上層無色，下層有顏色；加酒精的試管不分層，有顏色
6．有淀粉溶液在白紙上寫字，干了之后，噴灑哪種溶液，使得“白色字”變成“藍色字”
A．碘化鉀溶液 B．白醋 C．碘水 D．溴水
7．下列物質(zhì)的保存方法正確的是。
A．少量液溴保存在棕色細口瓶中，并要加水液封。
B．新制氯水保存在無色廣口瓶中，并放置在陰暗處。
C．固體碘保存在無色細口瓶中，并要加水液封。
D．漂白粉無需密封保存，放置在陰涼處即可
8．下列敘述中錯誤的是
A．能使?jié)櫇竦牡矸墼嚰堊兂伤{色的物質(zhì)不一定是
B．液溴易揮發(fā)，在存放液溴的試劑瓶中應加少量水進行水封
C．某溶液中加入，層顯紫色，證明原溶液中存在
D．碘易升華，可用加熱升華法除去NaCl中混有的
9．下列關于銫（Cs）的敘述正確的是
A．它位于周期表的第五周期、第I主族
B．硝酸銫是離子化合物
C．氫氧化銫是弱堿
D．在鈉、鉀、銣、銫四種單質(zhì)中，銫的熔點最高
10．溴化碘(IBr)的化學性質(zhì)跟Cl2、Br2和I2相似，下列有關溴化碘的敘述中，錯誤的是
A．溴化碘通常作氧化劑
B．溴化碘跟水的反應屬于氧化還原反應
C．溴化碘跟NaOH溶液反應后生成NaBr、NaIO和水
D．溴化碘能跟多數(shù)金屬反應生成溴化物及碘化物
11．根據(jù)下表回答問題。
(1)表中________(填元素符號)的非金屬性最強；________(填元素符號)的金屬性最強，寫出該元素的單質(zhì)與水反應的離子方程式：__________________________________________
(2)表中元素③的原子結(jié)構(gòu)示意圖是________。
(3)表中元素⑤、⑦的氫化物的穩(wěn)定性順序為________＞________(填化學式)。
(4)表中元素最高價氧化物對應水化物中酸性最強的是________(填化學式)。
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