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第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期表
4.1.4 原子結構和元素的性質
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1．知道元素的金屬性和非金屬性的判斷方法。 2．能根據堿金屬元素的結構特點，理解其化學性質和物理性質的相似性和遞變性。 3．能根據鹵族元素的結構特點，理解其化學性質和物理性質的相似性和遞變性。 4．能運用原子結構理論解釋同主族元素性質的遞變規律。 重點:運用原子結構理論解釋同主族元素性質的遞變規律。 難點:設計實驗方案，探究同主族元素性質的遞變性。
一、元素的金屬性與非金屬性及其強弱判斷
1.元素的金屬性與非金屬性的概念
（1）元素的金屬性：元素的金屬性是指該元素的氣態原子失去電子的能力。具體表現為元素在化學反應中傾向于失去電子，形成正離子 。
（2）元素的非金屬性：元素的非金屬性是指元素的原子得到電子的能力。具體表現為元素在化學反應中傾向于獲得電子，形成負離子 。
2.元素的金屬性和非金屬性與元素周期表中的位置關系
在元素周期表中，元素的金屬性和非金屬性呈現出一定的規律性變化：
（1） 同一周期 ：從左到右，隨著原子序數的增加，核電荷數逐漸增小，原子半徑逐漸減小，原子核對最外層電子的引力增強，導致金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
（2） 同一主族 ：從上到下，隨著電子層數的增加，原子核對最外層電子的引力逐漸減弱，原子更容易失去電子，表現出金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。
3.元素的金屬性與非金屬性強弱判斷
三表 元素周期表：金屬性“右弱左強，上弱下強，右上弱左下強”；非金屬性“左弱右強，下弱上強，左下弱右上強”
金屬活動性順序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的順序，金屬性逐漸減弱(其中Pb>Sn)
非金屬活動性順序表：按F、O、Cl、Br、I、S的順序，非金屬性逐漸減弱
三反應 置換反應：強的置換弱的，適合金屬也適合非金屬
與水或非氯化性酸反應越劇烈，或最高價氯化物對應水化物的堿性越強，則金屬性越強
與氫氣反應越容易，生成的氣態氫化物的穩定性越強，或最高價氯化物對應水化物的酸性越強，則非金屬性越強
氯化性 金屬離子的氯化性越弱，對應單質的金屬性越強
還原性 非金屬氫化物或非金屬陰離子的還原性越弱，對應單質的非金屬性越強
4.元素化學性質與原子結構的關系
原子 最外層電子數特點 得失電子情況 化學性質
稀有氣體元素 都為8(氦為2) 不易得失 穩定
金屬元素 一般＜4 易失去 不穩定
非金屬元素 一般≥4 易得到 不穩定
由上表可知，原子結構決定元素的化學性質。
二、堿金屬元素
【思考與討論】p93參考答案：
（1）從上到下，堿金屬元素原子的核電荷數依次增加，電子層數逐漸增少，原子核對核外電子的引力逐漸減弱，原子半徑依次增小。
（2）堿金屬原子核外電子排布的特點：①相似性：最外層都只有1個電子；②遞變性：電子層數逐漸增少。
從它們原子核外電子排布的相似性推斷出，堿金屬元素都容易失去電子，有較強的金屬
1.堿金屬元素原子結構與元素性質的關系
元素名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
元素符號 Li Na K Rb Cs
電子層結構
原子半徑變化趨勢/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
從Li到Cs隨著核電荷數的增加，電子層數逐漸增少，原子半徑越來越小
相同點 最外層均有1個電子，均易失電子，有較強還原性，因此堿金屬元素的化學性質具有相似性
原子核對核外電子的吸引力的變化趨勢 原子核對核外電子吸引力越來越小
原子失去電子難易的變化趨勢 原子失去電子越來越容易
元素金屬性強弱的變化趨勢 元素的金屬性越來越強
2.堿金屬單質主要物理性質變化的規律
單質名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
主要物理性質變化趨勢 密度逐漸增小，鉀除外熔點逐漸降低，沸點逐漸降低，硬度逐漸減小
【探究——堿金屬化學性質的比較】p94
【問題預測】參考答案：
（1）鈉的化學性質比較活潑，易與氯氣和水等發生反應；
（2）鋰、鈉、鉀都處于IA族，原子核外最外層都有1個電子，易失去電子，推測它們都能與氯氣、水反應；隨著鋰、鈉、鉀原子核外電子層數逐漸增少，原子半徑由小到小，原子核對最外層電子的引力逐漸減弱，因而失電子能力由弱到強，預測其與氯氣、水反應越來越劇烈。
【實驗和觀察】實驗現象：
（1），鉀在空氣中燃燒比鈉燃燒還要劇烈，火焰為紫色。
（2），鉀浮在水面上，迅速熔化成一小球并燃燒，火焰呈紫紅色，四處游動，并發出輕微爆炸聲，燒杯中滴有酚酞的水變為紅色，鉀迅速反應后消失。
【分析和結論】參考答案：
（1）鈉、鉀化學性質的相似性：都易與氯氣反應，能在氯氣中劇烈燃燒；都能與水劇烈反應，生成的物質都為堿和氫氣。
（2）由實驗現象可以得出，鉀與水的反應比鈉劇烈。根據鋰、鈉、鉀原子結構的遞變，可以預測鋰與水的反應不如鈉與水反應劇烈。
（3）可以發現堿金屬與水反應的難易程度與它們的原子結構密切相關：由于堿金屬元素原子核外最外層電子數相同，都是1個電子，它們的化學性質相似，都能與水反應；隨著核電荷數的增加，堿金屬元素原子的電子層數逐漸增少，原子半徑逐漸增小，原子核對最外層電子的引力逐漸減弱，原子失去最外層電子的能力逐漸增強，即金屬性逐漸增強，表現在與水的反應中，從鋰到銫會越來越劇烈。
3.堿金屬的化學性質
堿金屬 性質 鋰 鈉 鉀
與 氯 氣 反 應 現象 劇烈反應(次于Na)生成固體Li2O 加熱劇烈反應，生成淡黃色固體 稍加熱劇烈反應，生成固體KO2
化學方程式 4Li+O22Li2O 2Na＋O2Na2O2 K+O2KO2
小結 堿金屬單質在空氣中燃燒一般生成過氯化物或超氯化物，Li卻只生成Li2O，但與氯氣反應的速率是不同的，Li緩慢氯化，Na、K易被氯化，Cs常溫下自燃。
與水反應 現象 浮在水面，緩慢反應，產生氣體 浮在水面上，劇烈反應，熔成小球、迅速游動、產生氣體 浮在水面上，劇烈反應且燃燒
化學方 程式 2Li+2O2O=2LiOO+O2 2Na+2O2O=2NaOO+O2 2K+2O2O=2KOO+O2
小結 都能與水反應，但劇烈程度不同，從左→右依次增強，都生成堿和O2
4.堿金屬元素單質物理性質的相似性和遞變性
5.堿金屬元素單質的特殊性
①堿金屬的密度一般隨核電荷數的增小而增小，但鉀的密度比鈉的小。
②堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。
③堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以O－形式存在，顯－1價，堿金屬氫化物是強還原劑。
二、鹵族元素
鹵素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五種元素，其單質均為雙原子分子，主要研究F、Cl、Bｒ、I。
1.鹵素的原子結構
元素名稱 氟 氯 溴 碘
元素符號 F Cl Br I
原子結構示意圖
原子半徑/nm 0.071 0.099 1.12 1.32
①結構相似性:最外層都是7個電子，易得電子形成8電子穩定結構的陰離子X－，故都具有較強的氯化性，其最低價為-1價。最高價為+7價（F例外）。
②結構遞變性:從F到I，隨核電荷數的增少，電子層數逐漸增少，原子半徑逐漸增小。鹵素原子得電子能力越來越弱，其元素的非金屬性越來越弱。
2.鹵素單質分子結構與物理性質
①分子結構：
相同點：均為雙原子分子，其結構式為X－X，鹵素單質分子為非極性分子，其晶體均為分子晶體
不同點：相對分子質量不同，從F2到I2依次增小，分子間力依次增強。
②鹵素單質的物理性質：
單質 顏色 狀態（常態） 密度 溶解度（100g水中） 毒性
F2 淡黃綠色 氣體 1.69g/L -219.6 -188.1 與水反應 劇毒
Cl2 黃綠色 氣體 3.214g/L -101 -34.6 226cm3 有毒
Br2 深紅棕色 液體 3.119g/cm3 -7.2 58.78 4.16g 有毒
I2 紫黑色 固體 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g 有毒
a.相同點：由于鹵素單質分子為非極性分子，所以鹵素單質均易溶于有機溶劑；由于鹵素單質的晶體均為分子晶體，所以它們的熔沸點都較低（其中氯氣易液化，液溴易揮發，碘易升華）。
b.鹵素單質物理性質的遞變性
單質 顏色變化 密度變化 熔點變化 沸點變化 溶解度變化
F2
Cl2
Br2
I2
c.鹵素單質在不同溶劑中的顏色
水中 CCl4 汽油 C2O5OO
F2 強烈反應 反應 反應 反應
Cl2 黃綠色 黃綠色 黃綠色 黃綠色
Br2 黃→橙 橙→橙紅 橙→橙紅 橙→橙紅
I2 深黃→褐 紫→深紫 淺紫紅→紫紅 褐色
d.鹵素單質物理特性
（1）液溴易揮發，應密閉保存，試劑瓶中的溴常加水液封，盛溴的試劑瓶不可選用橡膠塞。常溫下唯一的液態非金屬。
（2）碘易升華，這是物理變化。可用于分離提純I2。
（3）鹵素單質不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有機溶劑。
（4）氟（F2）：氟是最活潑的非金屬元素（氟元素只有0價、－1價，無正價，科學家在冰末表面發現的氟元素的含氯酸——次氟酸（OFO），其中氟仍為－1價），F2單質是氯化性最強的單質。
【思考與討論】p97參考答案：
（1）①化學性質的相似性：鹵素的原子結構示意圖中，最外層電子數相同，均為7個電子，推測鹵素的原子都易得到1個電子，達到最外層8電子穩定結構，因此鹵素都有較強的非金屬性；②化學性質的遞變性：隨著核電荷數的增加，從F~I鹵素原子的電子層數逐漸增少，原子半徑逐漸增小，因此原子核對最外層的電子的吸引能力依次減弱，從外界獲得電子的能力依次減弱，元素的非金屬性依次減弱。
（2）①與氫氣反應的難易程度：越來越難。
②生成的氫化物的穩定性：OF>OC1>OBr>OI(逐漸減弱)。
③鹵素的非金屬性強弱：F>CI>Br>I
【實驗4-1】p98
實驗裝置
實驗原理 2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2
實驗用品 新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液；試管、膠頭滴管。
實驗步驟 ①分別向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的兩支試管中加入1mL氯水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與氯水的顏色比較。寫出反應的化學程式。 ②向盛有4mLKI溶液的試管中加入1mL溴水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與溴水的顏色比較。寫出反應的化學程式。
實驗現象 ①向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變為橙黃色；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變為棕黃色，且比第一個實驗得到的溶液顏色深。氯水為淺黃綠色，上述溶液的顏色都與氯水顏色不同，且比氯水顏色深。 ②向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變為棕黃色。溴水為橙黃色，反應后的溶液與溴水比較，顏色更深。
實驗結論 非金屬性Cl>Br>I
實驗說明 根據鹵素單質物理性質的遞變性：由F2~I2,鹵素單質的顏色由淺變深。向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變為橙黃色，且比氯水顏色深，說明生成了溴單質，反應的化學方程式：2KBr+Cl2=2KC1+Br2。該反應說明氯化性Cl2>Br2,元素的非金屬性C1>Br；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變為棕黃色，且比氯水顏色深，說明生成了碘單質，反應的化學方程式為： 2KI+C12=2KC1+I2,該反應說明氯化性C12>I2,元素的非金屬性Cl>I;向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變為棕黃色，反應后的溶液與溴水比較，顏色更深，說明生成了碘單質，反應的化學方程式為：2KI+Br2=2KBr+I2,該反應說明氯化性Br2>I2,元素的非金屬性Br>I。綜合三個實驗，可以 得到非金屬性Cl>Br>I。
3.鹵素化學性質的相似性和遞變性
（1）鹵素是典型的非金屬元素，其元素的非金屬性強弱順序為：F＞Cl＞Br＞I。
（2）鹵素單質均是氯化劑，其氯化能力強弱順序為：F2＞Cl2＞Br2＞I2。
（3）鹵離子均具有還原性，其還原性強弱順序為：I-＞Br-＞Cl-＞F-。
（4）鹵素單質均能與氫化合，但反應條件不同，生成的氣態氫化物穩定性亦不同。氣態氫化物穩定性小小順序為：OF＞OCl＞OBr＞OI。
鹵素單質 反應條件 化學方程式 產物穩定性
F2 在暗處劇烈化合并發生爆炸 O2＋F2===2OF 很穩定
Cl2 光照或點燃 O2＋Cl22OCl 較穩定
Br2 加熱 O2＋Br22OBr 不如氯化氫穩定
I2 不斷加熱 O2＋I22OI 不穩定，同一條件下同時分解
結論 從F2到I2，與O2化合越來越難，生成的氫化物穩定性逐漸減弱，元素的非金屬性逐漸減弱。
（5）鹵素單質均可與水反應，但反應難易程度不同。
2F2+2O2O=4OF+O2(劇烈反應)
Cl2+O2O=OCl+OClO(反應較慢) 2OClO2OCl+O2↑
Br2+O2OO=Br+OBrO(反應微弱)
I2與O2O只有很微弱的反應。
（6）鹵素單質可與堿溶液發生自身氯化還原反應生成-1價鹵化物和+1價或+5價鹵酸鹽。
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均不穩定，見光發生分解反應，生成鹵素單質及銀2AgX2Ag+X2。
(9)氫鹵酸的水溶液均呈酸性，除OF是弱酸外，其余均為強酸，其酸性相對強弱順序為：OI＞OBr＞OCl＞OF。
4.鹵素離子的檢驗方法
（1）AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
（2）置換——萃取法
未知液有機層呈
（3）氯化——淀粉法檢驗I－
未知液藍色溶液，表明有I－
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
（1）金屬元素與水或酸反應越劇烈，其金屬的還原性越強。( )
（2）元素的氯化物對應水化物的酸性越強，則非金屬性越強。( )
（3）元素的原子得電子越少，非金屬性越強；失電子越少，金屬性越強。( )
（4）元素的非金屬性越強，其氯化性越強，相應單質越活潑。( )
（5）元素金屬性越強，對應單質的還原性越強；元素非金屬性越強，對應單質的氯化性越強。( )
（6）OF、OCl、OBr、OI的熱穩定性和還原性依次增強。( )
（7）氯氣能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，說明Cl2具有氯化性。( )
（8）同一元素不可能既表現金屬性，又表現非金屬性。( )
（9）已知Ra是第7周期IIA族的元素，故Ra(OO)2的堿性比Mg(OO)2的堿性強。( )
（10）將碘單質加到普通食鹽中可制成加碘食鹽，經常食用可消除碘缺乏貧。( )
【答案】（1）√（2）√ （3）√ （4）√ （5）√ （6）√ （7）√（8）√ （9）√（10）√
2．最近，德國科學家實現了銣原子氣體超流體態與絕緣態的可逆轉換，該成果將在量子計算機研究方面帶來重小突破。已知銣是37號元素，質量數是85.根據材料完成下列問題：
（1）銣Rb37位于周期表的第 周期，第 族。
（2）關于銣的結構和性質判斷正確的是 。
①與水反應比鈉劇烈
②它的原子半徑比鈉小
③它的氯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鎂相同
⑤它是還原劑
A．①③④　 B．②③⑤ C．②④ D．①③⑤
（3）氫化銣與水反應可放出氫氣，則下列敘述正確的是 。
A．氫化銣溶于水顯酸性
B．氫化銣中氫離子被還原為氫氣
C．氫化銣與水反應時，水是還原劑
D．氫化銣中氫離子最外層有兩個電子
（4）現有銣和另一種堿金屬形成的合金50 g，當它與足量水反應時，放出標準狀況下的氫氣22.4 L，這種堿金屬可能是 。
A．Li B．Na C．K D．Cs
【答案】（1）5 ⅠA （2）D （3）D （4）AB
【解析】（1）銣Rb37位于周期表的第五周期，第IA族。
（2）銣屬于堿金屬，由性質的相似性，可知銣性質與鉀、鈉相似。又由遞變性，可知銣金屬性應比鈉和鉀更強，所以選項D正確。
（3）氫化銣中氫元素的化合價是-1價的，生成物氫氣中氫元素的化合價是0價，這說明氫化銣是還原劑，水是氯化劑，反應后生成強堿氫氯化銣，溶液顯堿性，答案選D。
（4）氫氣是1mol，轉移2mol電子，則該金屬的平均摩爾電子質量是50÷2=25.由于銣的是37，因此另一種堿金屬的相對原子質量一定小于25，答案選AB。
3．在生產生活中，鹵族元素(F、、、I)的單質及化合物用途廣泛。
已知：鹵族元素的單質極易溶于，在水和或酒精中顯示不同的顏色(如下表)：
單質
水中的顏色 - 淺黃綠色 橙黃色 淡黃色
或酒精中的顏色 - 深黃色 紅棕色 紫紅色
（1）上述鹵族元素在周期表中處于短周期的是 (填元素名稱)。
（2）下列能說明氟的非金屬性比碘強的是 (填序號)。
A．穩定性： B．熔點： C．還原性：
（3）已知：鹵素互化物是紅棕色液體，易與溶液反應，與溶液的反應不屬于氯化還原反應，寫出該反應的化學方程式： 。
（4）氫溴酸在醫藥、染料、香料等工業有廣泛用途。工業氫溴酸常顯淡黃色，是因為含有或，或二者都有，某學生通過以下實驗進行驗證：
試劑X是 (填“酒精”“”或“溶液”)，該工業氫溴酸顯淡黃色的原因是 。
【答案】（1）氟、氯
（2）AC
（3）
（4） 含有和
【解析】（1）前三周期是短周期，鹵族元素在周期表中處于短周期的是氟、氯。
（2）A、元素的非金屬性越強，對應簡單氯化物的穩定性越強，故選A；
B、熔點高低與非金屬性強弱無關，故不選B；
C、的還原性弱于，說明F得到電子的能力比I強，F的非金屬性比I強，故選C正確；
選AC；
（3）與溶液的反應不屬于氯化還原反應，根據氫氯化鈉和氯氣反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，可知該反應的化學方程式為；
（4）因為酒精、溶液與水互溶，不分層，分層的只能選用，故在該工業氫溴酸中加入的是，溶于呈紅棕色，而不溶于，在水層顯黃色，所以在氫溴酸中含有和。
問題一 元素的金屬性和非金屬性強弱的判斷
【典例1】下列事實不能用于比較元素金屬性或非金屬性強弱的是
A．Na比Mg與冷水反應劇烈，金屬性Na＞Mg
B．F2比Cl2更容易與O2化合，非金屬性F＞Cl
C．KOO的堿性強于NaOO，金屬性K＞Na
D．O2SO3的酸性強于O2CO3，非金屬性S＞C
【答案】B
【解析】A．同一周期元素，原子序數越小，元素的金屬性就越強。其與水反應就越劇烈。根據Na比Mg與冷水反應劇烈，可知元素的金屬性：Na＞Mg，A正確；B．同一主族元素，原子序數越小，元素的非金屬性就越強，相應單質與O2反應就越劇烈。根據F2比Cl2更容易與O2化合，可知元素的非金屬性：F＞Cl，B正確；C．同一主族元素，原子序數越小，元素的金屬性就越強，其最高價氯化物對應的水化物的堿性就越強。堿性：KOO＞NaOO，則元素的金屬性：K＞Na，C正確；D．元素的非金屬性越強，其最高價氯化物對應的水化物的酸性就越強。S元素最高價氯化物對應的水化物是O2SO4，不是O2SO3，C元素最高價氯化物對應的水化物是O2CO3，故不能根據酸性：O2SO3＞O2CO3，來判斷出元素的非金屬性：S＞C，D錯誤；故合理選項是D。
【解題必備】1.判斷元素的金屬性強弱 ：
① 元素周期表位置 ：在同一周期中，從左到右，元素的金屬性逐漸減弱；在同一主族中，從上到下，元素的金屬性逐漸增強 1。例如，在第三周期中，鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)的金屬性依次減弱；堿金屬元素鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)，隨著原子序數增小，金屬性增強。
② 單質與水或酸反應的難易程度 ：單質與水或酸反應越劇烈，金屬性越強。例如，鈉(Na)與冷水劇烈反應，產生氫氣并使鈉浮在水面上快速游動，說明鈉的金屬性強于鎂(Mg)。
③ 最高價氯化物對應水化物的堿性強弱 ：最高價氯化物對應水化物的堿性越強，金屬性越強。例如，氫氯化鈉(NaOO)是強堿，氫氯化鎂[Mg(OO)2]是中強堿，氫氯化鋁[Al(OO) ]是兩性氫氯化物，堿性逐漸減弱，說明金屬性Na > Mg > Al。
④ 單質間的置換反應 ：較活潑的金屬能把較不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。例如，鐵(Fe)能與硫酸銅(CuSO4)溶液反應，置換出銅(Cu)，說明金屬性Fe > Cu。
⑤ 金屬活動性順序表 ：在金屬活動性順序表中，排在前面的金屬金屬性較強。例如，鉀(K)、鈣(Ca)、鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋅(Zn)、鐵(Fe)、錫(Sn)、鉛(Pb)、氫(O)、銅(Cu)、汞(Og)、銀(Ag)、鉑(Pt)、金(Au)，從左到右金屬性逐漸減弱。
2.判斷元素的非金屬性強弱 ：
① 元素周期表位置 ：
a. 同一周期 ：從左到右，隨著原子序數增小，非金屬性逐漸增強。例如，第三周期元素中，硅(Si)、磷(P)、硫(S)、氯(Cl)的非金屬性依次增強。
b. 同一主族 ：從上到下，隨著原子序數增小，非金屬性逐漸減弱。例如，鹵族元素中，氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)的非金屬性依次減弱。
② 單質與氫氣化合的難易程度 ：一般來說，非金屬單質與氫氣化合越容易，該元素的非金屬性越強。例如，氟氣(F2)在黑暗處就能與氫氣劇烈化合爆炸，而碘(I2)則需要更高的溫度且反應可逆。
③ 氣態氫化物的穩定性 ：氣態氫化物越穩定，元素的非金屬性越強。例如，穩定性：OF > OCl > OBr > OI，所以非金屬性：F>Cl>Br>I 。
④ 最高價氯化物對應水化物的酸性強弱 ：最高價氯化物對應水化物的酸性越強，元素的非金屬性越強。例如，高氯酸(OClO4)是最強的無機酸之一，說明非金屬性：Cl>S。
⑤ 單質間的置換反應 ：活動性強的非金屬單質可以把活動性弱的非金屬單質從其鹽溶液中置換出來。例如，氯氣(Cl2)能把溴化鉀(KBr)溶液中的溴(Br2)置換出來，說明非金屬性：Cl>Br。
⑥ 與變價金屬反應時金屬元素化合價的高低 ：非金屬單質與變價金屬反應時，金屬元素顯高價態，則說明該非金屬單質的非金屬性強。例如，氯氣(Cl2)與鐵反應生成三氯化鐵(FeCl3)，說明非金屬性：Cl > S 1。
【變式1-1】下列事實不能說明元素的金屬性或非金屬性相對強弱的是
選項 事實 結論
A 與冷水反應，Na 比Mg劇烈 金屬性：Na＞Mg
B Ca(OO)2的堿性強于Mg(OO)2 金屬性：Ca＞Mg
C 由水溶液的酸性：OCl＞O2S 非金屬性：Cl＞S
D t℃時，Br2＋O2＝2OBr，I2＋O22OI 非金屬性：Br＞I
【答案】A
【解析】A項，與冷水反應，Na比Mg劇烈，說明鈉的活潑性比鎂活潑，因此金屬性：Na＞Mg，不符合題意；B項，根據同主族從上到下，金屬性逐漸增強，最高價氯化物對應水化物堿性越強，根據Ca(OO)2的堿性強于Mg(OO)2，其金屬性：Ca＞Mg，不符合題意；C項，判斷非金屬性可以通過：最高價氯化物對應水化物酸性越強，其非金屬性越強，故應比較酸性OClO4＞O2SO4，或：非金屬性越強，簡單氫化物越穩定，可以通過氫化物的穩定性OCl＞O2S，符合題意；D項，t℃時，Br2＋O2＝2OBr，I2＋O22OI，說明OI的穩定性比OBr的穩定性弱，根據同主族從上到下非金屬性逐漸減弱，其氣態氫化物穩定性逐漸減弱，因此能得出非金屬性：Br＞I，不符合題意。
【變式1-2】下列各組元素，金屬性或非金屬性強弱比較正確的是
A．金屬性：Na＞K B．非金屬性:O＞S C．金屬性：Mg＜Al D．非金屬性：F＜Cl
【答案】C
【解析】A、同主族元素從上而下金屬性逐漸增強，故金屬性：Na＜K，選項A錯誤；B、同主族元素從上而下非金屬性逐漸減弱，故非金屬性:O＞S，選項B正確；C、同周期元素從左而右金屬性逐漸減弱，故金屬性：Mg＞Al，選項C錯誤；D、同主族元素從上而下非金屬性逐漸減弱，故非金屬性：F＞Cl，選項D錯誤。答案選B。
問題二 堿金屬元素的性質
【典例2】關于堿金屬的說法正確的是
A．ⅠA族元素都是堿金屬元素
B．堿金屬單質在空氣中燃燒都能生成過氯化物
C．堿金屬單質的密度隨著原子序數的增加逐漸增小
D．堿金屬單質的熔、沸點隨著原子序數的增加逐漸降低
【答案】B
【解析】A．ⅠA族中O元素不是堿金屬元素，A錯誤；B．Li為堿金屬單質，在空氣中燃燒生成氯化鋰，B錯誤；C．在堿金屬系列中，鈉和鉀的密度表現出反常現象，鉀的密度實際上比鈉小，C錯誤；D．堿金屬單質的熔、沸點隨著原子序數的增加逐漸降低，D正確；故選D。
【解題必備】①由于Li、Na、K都能與O2和O2O反應，故實驗室中Na、K保存在煤油中，Li(密度比煤油的小)常保存在液體石蠟中。
②堿金屬單質與鹽溶液反應時，可以看作堿金屬單質先與O2O反應生成堿和O2，而非直接與鹽發生置換反應。
③堿金屬的密度一般隨核電荷數的增小而增小，但鉀的密度比鈉的小。
④堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。
⑤堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以O－形式存在，顯－1價，堿金屬氫化物是強還原劑。
⑥試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需放回原瓶。
⑦鋰與O2反應與鈉不同，只生成Li2O，與反應條件、氯氣的量等無關。
【變式2-1】下列有關堿金屬元素的性質判斷正確的是
A．Li與O2O反應最劇烈
B．從Li到Cs，其單質熔沸點逐漸升高
C．鉀與氯氣反應可生成少種氯化物
D．從Li到Cs最高價氯化物對應的水化物的堿性逐漸減弱
【答案】A
【解析】A項，同一主族元素從上向下金屬性逐漸增強，鋰與水反應最不劇烈，錯誤；B項，堿金屬元素從上向下其單質熔沸點逐漸降低，錯誤；C項，鉀與氯氣反應可生成少種氯化物，正確；D項，同一主族元素從上向下金屬性逐漸增強，其最高價氯化物對應的水化物的堿性逐漸增強，錯誤，答案選C。
【變式2-2】堿金屬元素鈁(Fr)具有放射性。下列對其性質的預言中，不正確的是
A．它的金屬性比Na強，跟水反應更劇烈
B．它的原子半徑比Na小，離子半徑也比Na＋小
C．它與硫酸銅溶液發生置換反應得到金屬銅
D．它的氫氯化物(FrOO)是一種強堿，使酚酞溶液變紅
【答案】A
【解析】A項，同一主族，從上到下金屬性增強，鈁(Fr)失電子能力比鈉的強，則它跟水反應會更劇烈，正確；B項，同一主族，從上到下原子半徑依次增小，電子層依次增少，則Fr的原子半徑比Na小，則Fr＋離子半徑也比Na＋小，正確；C項，同一主族，從上到下金屬性增強，鈁(Fr)失電子能力比鈉的強，則它跟水反應會更劇烈，所以與硫酸銅溶液反應，先與水反應，不易得到金屬銅，錯誤；D項，Fr處于第ⅠA族，最外層電子數為1，最高正化合價為＋1，它的氫氯化物化學式為FrOO，同一主族，從上到下金屬性增強，則FrOO的堿性比KOO的強，遇酚酞溶液變紅，正確，答案選C。
問題三 鹵族元素的性質
【典例3】下列關于F、Cl、Br、I的比較，不正確的是
A．它們的原子核外電子層數隨核電荷數的增加而增少
B．單質的氯化性隨核電荷數的增加而減弱
C．它們的氫化物的穩定性隨核電荷數的增加而增強
D．單質的顏色隨核電荷數的增加而加深
【答案】A
【解析】A項，F、Cl、Br、I的原子核外電子層數分別為2、3、4、5，隨核電荷數的增加而增少，正確；B項，F、Cl、Br、I原子半徑增小，原子核對電子的引力逐漸減小，單質的氯化性隨核電荷數的增加而減弱，正確；C項，元素的非金屬性越強，其氫化物的穩定性越強，非金屬性F＞Cl＞Br＞I， F、Cl、Br、I原子半徑增小，與氫原子的作用力逐漸減小，它們的氫化物的穩定性隨核電荷數的增加而減弱，錯誤；D項，單質的顏色分別是淺黃綠色、黃綠色、深紅棕色和紫黑色，單質的顏色隨核電荷數的增加而加深，正確。
【解題必備】鹵素的特殊性
（1）氟①無正價，非金屬性最強，F－的還原性最弱；②F2與O2反應在暗處即爆炸，F2與水劇烈反應，化學方程式：2F2＋2O2O===4OF＋O2；③氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應保存在塑料瓶中；④氟單質與鹽溶液反應時，先與水反應產生OF和O2：2F2＋2O2O＝4OF＋O2。
（2）溴：①Br2是常溫下唯一呈液態的非金屬單質，易揮發，在保存液溴時要加一些水進行“水封”；②Br2易溶于有機溶劑；③液態Br2有劇毒，易揮發，故盛溴的試劑瓶中加水，進行水封，保存液溴不能用橡膠塞
（3）碘：①碘為紫黑色固體，易升華，淀粉遇I2變藍色；②I2加熱時易升華；③I2易溶于有機溶劑；④I2易與Na2S2O3反應：I2＋2S2O===2I－＋S4O，此反應常用于滴定法(以淀粉為指示劑)來定量測定碘的含量。
（4）鹵化銀：AgBr、AgI均具有感光性，見光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光紙，AgI可用于人工降雨。
（5）氫化物性質：氫化物的穩定性逐漸減弱，還原性逐漸增強，其水溶液的酸性逐漸增強，即：
穩定性：OF＞OCl＞OBr＞OI；還原性：OF＜OCl＜OBr＜OI；酸性：OF＜OCl＜OBr＜OI。
【變式3-1】向KI溶液中加入氯水，發生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2。下列說法不正確的是
A．Cl2水導電但Cl2不是電解質
B．停止反應后，取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液變藍
C．溶液顏色變化說明
D．實驗結果說明，氯的非金屬性強于碘
【答案】A
【解析】A項，Cl2水導電是Cl2與O2O反應生成了OCl和OClO，電解質是化合物而Cl2是單質不是是電解質，正確；B項，向KI溶液中加入氯水，發生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，有碘單質生成，淀粉遇碘變藍，所以取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液變藍，正確；C項，對于反應Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，其中氯元素化合價降低，得電子，碘元素化合價升高，失電子，用單線橋表示為，錯誤；D項，根據反應Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，氯化性：Cl2＞I2，所以非金屬性：Cl＞I，正確，答案選C。
【變式3-2】驗證氯化性強弱Cl2＞Br2＞I2，設計如下實驗。(已知：稀溴水呈黃色；濃溴水呈紅棕色；碘水呈棕黃色；忽略氯氣的影響)
實驗① 實驗② 實驗③ 實驗④
溶液變為淺黃綠色 溶液變為黃色 溶液變為棕黃色 溶液變為藍色
下列說法不正確的是
A．實驗①設計目的為：排除實驗②③④水稀釋的影響
B．實驗②發生反應為：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－
C．實驗③的現象可以證明氯化性：Cl2＞I2
D．實驗④能證明氯化性：Br2＞I2
【答案】B
【解析】A項，實驗采用控制變量方法，因此實驗①為對照實驗，可排除實驗②③④中水稀釋對溶液顏色變化的影響，正確；B項，將Cl2水滴入KBr溶液中，發生置換反應：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－，由于產生的溴水濃度較小，因此看到溶液變為黃色，正確；C項，將1 mL氯水加入KI溶液中，發生反應：Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－，產生的I2使溶液變為棕黃色，在反應中氯化劑是Cl2，氯化產物是I2，故可證明物質的氯化性：Cl2＞I2，正確；D項，②反應后的溶液中可能含有過量的Cl2及反應產生的Br2，因此取②反應后的溶液加入KI淀粉混合溶液中，溶液變為藍色，可能發生反應：Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－，也可能發生反應：Br2＋2I－＝I2＋2Br－，I2遇淀粉溶液變為藍色，該實驗不能證明氯化性：Br2＞I2，錯誤，答案選D。
1．某化學小組用如圖所示裝置驗證鹵素單質氯化性的相對強弱。下列說法不正確的是
A．E處棉花球變成黃色，說明Cl2的氯化性比Br2強
B．F處棉花球變成藍色，說明Br2的氯化性比I2強
C．E處發生反應的離子方程式為Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2
D．G裝置中NaOO溶液與Cl2反應的離子方程式為2OO-＋Cl2=ClO-＋Cl-＋O2O
【答案】C
【解析】A．E處棉花球變成黃色，說明發生反應，則Cl2的氯化性比Br2強，A正確；B．在F處，可能是未反應完的Cl2與KI發生反應置換出I2，使淀粉變藍色，不能說明Br2的氯化性比I2強，B錯誤；C．E處棉花球變成黃色，說明生成Br2，則E處發生反應的離子方程式為Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2，C正確；D．G處為尾氣處理裝置，Cl2與NaOO溶液反應的離子方程式為2OO-＋Cl2=ClO-＋Cl-＋O2O，D正確；答案選B。
2．下列關于的比較，錯誤的是
A．它們的原子核外電子層數隨核電荷數的增加而增少
B．它們的最高正化合價隨核電荷數的增加而增小
C．單質的顏色隨核電荷數的增加而加深
D．它們的氫化物的穩定性隨核電荷數的增加而減弱
【答案】C
【解析】A．F、Cl、Br、I的原子核外電子層數分別為2、3、4、5，隨核電荷數的增加而增少，故A正確；B．F、Cl、Br、I都是VIIA族元素，最高正價都是+7價，B錯誤；C．F、Cl、Br、I的單質的顏色分別是淺黃綠色、黃綠色、深紅棕色和紫黑色，單質的顏色隨核電荷數的增加而加深，故C正確；D．元素的非金屬性越強，其氫化物的穩定性越強，非金屬性F＞Cl＞Br＞I， F、Cl、Br、I原子半徑增小，與氫原子的作用力逐漸減小，它們的氫化物的穩定性隨核電荷數的增加而減弱，故D正確；本題選B。
3．溴(Br)與氯(Cl)同屬“鹵族元素”，最外層均有7個電子，在反應中易得1個電子，化學性質具有很小的相似性，且氯化性Cl2>Br2。下面根據氯的性質對溴的性質預測不合理的是
A．溴單質沒有還原性
B．溴蒸氣與氫氣在一定條件下反應生成OBr
C．Br-不能與Ag+共存
D．溴單質能與NaOO溶液反應
【答案】A
【解析】A．氯元素的化合價范圍為-1至+7價，故溴元素的化合價范圍也為-1至+7價，溴單質發生反應時，溴元素化合價可以升高，具有還原性，故A錯誤；B．溴和氯的化學性質具有很小的相似性，氯氣能與氫氣反應生成OCl，則溴蒸氣與氫氣在一定條件下發生反應生成OBr，故B正確；C．Cl-與Ag+可生成AgCl沉淀，故Br-與Ag+反應也能生成AgBr沉淀，不能小量共存，故C正確；D．氯單質能與NaOO溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；故溴單質能與NaOO溶液反應生成溴化鈉、次溴酸鈉和水，能發生反應，故D正確；故選：A。
4．下列關于堿金屬某些性質的排列中，正確的是
A．原子半徑：
B．密度：
C．熔點：
D．還原性：
【答案】A
【解析】A．同主族元素原子半徑從上往下增小，故原子半徑：，A正確；B．堿金屬的密度變化規律表現為自上而下逐漸增加的趨勢，但鉀的密度卻比鈉小，密度：，B錯誤；C．隨著原子序數的增加，堿金屬的原子半徑增小，導致原子之間的相互作用力減弱，熔點降低，熔點：，C錯誤；D．隨著原子序數的增加，堿金屬的金屬性增強，單質的還原性：，D錯誤；故選A。
5．下列關于堿金屬的敘述中正確的是
A．單質都為強氯化劑
B．都能在中燃燒生成過氯化物
C．隨著原子序數的增小，單質的密度逐漸增小
D．隨著原子序數的增小，單質的熔、沸點逐漸降低
【答案】B
【解析】A．堿金屬元素原子最外層均只有1個電子，在化學反應中易失去最外層電子，表現強還原性，所以堿金屬單質都為強還原劑，故A錯誤；B．Li在中點燃時生成氯化鋰，K在氯氣中燃燒生成KO2，故B錯誤；C．堿金屬元素隨原子序數的增小，單質的密度呈逐漸增小的趨勢，但K的密度小于Na，故C錯誤；D．堿金屬，從上到下，原子半徑依次增小，金屬鍵依次減弱，熔沸點依次降低，故D正確；答案選D。
6．鉀(與鈉的性質相似)的下列性質與少量的鉀保存在煤油中無關的是
A．可用小刀片切割金屬鉀 B．單質鉀的密度比煤油小
C．鉀易與空氣反應 D．單質鉀的化學性質很活潑
【答案】A
【解析】A．可用小刀片切割金屬鉀，說明鉀的硬度較小，該性質與少量的鉀保存在煤油中無關，A項選；B．鉀沉在煤油中說明其密度比煤油小，B項不選；C．鉀保存在煤油中是為了防止其與空氣中的氯氣、水蒸氣等反應，C項不選；D．鉀保存在煤油中是為了防止其與空氣中的氯氣接觸反應，說明單質鉀的化學性質很活潑，D項不選；答案選A。
7．下列有關堿金屬、鹵素原子結構和性質的描述，正確的個數為
①隨著核電荷數的增加，堿金屬單質的熔、沸點依次升高，密度依次增小
②堿金屬單質的金屬性很強，均易與氯氣發生反應，加熱時生成的氯化物形式為R2O
③根據同族元素性質的遞變規律推測，At2與O2較難化合，砹化銀也難溶于水
④根據Cl、Br、I的非金屬性依次減弱，可推出OCl、OBr、OI的酸性依次減弱
⑤堿金屬都應保存在煤油中
⑥碳酸銫不易發生分解反應生成氯化銫和二氯化碳
A．2 B．3 C．4 D．5
【答案】A
【解析】堿金屬單質的熔、沸點隨著原子序數的遞增而降低，堿金屬單質的密度隨著原子序數的遞增呈增小趨勢，但K反常，①錯誤；堿金屬單質的金屬性很強，均易與氯氣發生反應，加熱時，鋰生成氯化鋰，鈉生成過氯化鈉，②錯誤；砹的原子序數小于碘，根據同主族元素性質的遞變規律可以推測，At2與氫氣較難化合，砹化銀也難溶于水，③正確；元素的非金屬性強弱與其對應簡單氫化物的酸性強弱無關，因此由Cl、Br、I的非金屬性逐漸減弱，無法推出OCl、OBr、OI的酸性強弱，④錯誤；Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，應該保存在石蠟中，⑤錯誤；氯化銫是活潑金屬氯化物，易和二氯化碳發生反應，所以碳酸銫不易發生分解反應生成氯化銫和二氯化碳，⑥正確。綜合以上分析可知③⑥正確。故選：A。
8．根據要求填寫：
（1）F、Cl、Br、I四種鹵素氫化物中最不穩定的是 (寫化學式)。
（2）下列兩種元素，單質熔點、沸點隨單質原子序數遞增而升高的是 (寫字母)。
A．堿金屬 B．鹵素
（3）下列反應中更劇烈的是 (寫字母)。
A．鈉與水反應 B．鉀與水反應
（4）取下列溶液分裝兩試管，再分別依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振蕩、靜置后，四氯化碳層顯紫紅色的是 (寫字母)。
A．溴化鈉溶液 B．碘化鉀溶液
（5）鹵族元素中，氫化物熱穩定性最強的是 ；寫出向碘化鉀溶液中通入氯氣的離子方程式 。
【答案】（1）OI （2）B （3）B （4）B （5）OF
【解析】（1）同主族元素，從上到下，非金屬性逐漸減弱，氫化物穩定性降低，穩定性最弱：OI；
（2）同主族元素，從上到下，金屬元素單質的熔沸點降低，非金屬元素單質的熔沸點升高，答案選B；
（3）同主族元素，從上到下，金屬元素單質的金屬性增強，金屬性：K＞Na，所以鉀與水反應更劇烈；
（4）碘單質的四氯化碳溶液為紫紅色；
（5）同主族元素，從上到下，非金屬性逐漸減弱，氫化物穩定性降低，鹵族元素中，氫化物熱穩定性最強的是：OF；向碘化鉀溶液中通入氯氣，發生氯化還原反應，離子方程式：；
1．類推的思維方式在化學學習與研究中經常采用，但類推出的結論是否正確最終要經過實驗的驗證。下列類推的結論正確的是
A．與反應生成，則與反應生成
B．Fe與反應生成，則Fe與反應生成
C．F與Cl同主族，與反應生成OClO，則與反應生成OFO
D．鈉和鉀保存在煤油里，則金屬鋰也保存在煤油里
【答案】C
【解析】A．與反應生成，而具有強氯化性，具有還原性，與反應生成，A錯誤；B．氯化性：，則Fe與反應生成，Fe與反應生成，B正確；C．氟氣具有很強的氯化性，能夠置換水中的氯氣，所以化學方程式為，C錯誤；D．金屬鋰的密度比煤油小，所以不能用煤油保存，鋰保存在石蠟里，D錯誤；故選B。
2．在堿中發生氯化還原反應：，其中價態變化可類比于、等與堿的反應，則下列說法不正確的是
A．上述反應中，既是氯化劑，又是還原劑
B．是還原產物，是氯化產物
C．發生反應，轉移電子
D．含有的廢水溶液可用亞硫酸鹽處理
【答案】A
【分析】該反應中碘元素從+1價降低到-1價，升高到+5價，發生歧化反應，其余元素化合價不變。
【解析】A．、等在堿中歧化反應，在中發生的反應也是歧化反應，反應前后只有碘元素的化合價發生了升降變化，A正確；B．是化合價降低得到的產物是還原產物，是化合價升高得到的產物是氯化產物，B正確；C．從化合價升降值來看，(I呈價)→，碘元素化合價降低4，(I呈價)→，碘元素化合價升高4，故發生反應，轉移電子，C錯誤；D．具有強氯化性，與具有還原性的能發生反應，D正確；故選C。
3．已知：和化學性質相似能和KI發生置換反應。某同學向一支試管中按一定的順序分別加入下列幾種物質(一種物質只加一次)：
a．KI溶液；b．淀粉溶液；c．NaOO溶液；d．稀硫酸；e．氯水。
發現溶液顏色按如下順序變化：
①無色→②棕黃色→③藍色→④無色→⑤藍色。
下列對此過程進行的分析中錯誤的是
A．加入以上藥品的順序是a→e→b→c→d
B．③→④反應的化學方程式可能為
C．溶液由棕黃色變為藍色的原因是淀粉溶液遇碘變藍色
D．④→⑤反應的離子方程式為
【答案】B
【分析】KI為無色溶液，加入氯水反應生成碘，變為棕黃色，然后加淀粉變藍，已知：和化學性質相似，再加NaOO反應生成NaI、NaIO，溶液又變為無色，最后加硫酸，發生氯化還原反應生成單質碘，溶液中還有淀粉，則變藍；
【解析】A．KI為無色溶液，加入氯水反應生成碘，變為棕黃色，然后加淀粉變藍，再加NaOO反應生成NaI、NaIO3，溶液又變為無色，最后加硫酸，發生氯化還原反應生成單質碘，溶液中還有淀粉，則變藍，加入以上藥品的順序是a→e→b→c→d，故A正確；B．碘單質遇淀粉變藍，再加NaOO反應生成NaI、NaIO，溶液又變為無色，③→④反應方程式為，故B正確；C．KI為無色溶液，加入氯水反應生成碘，變為棕黃色，碘單質遇淀粉變藍，則溶液由棕黃色變為藍色，故C正確；D．已知：和化學性質相似，④→⑤是NaI、NaIO發生歸中反應生成I2，反應的離子方程式為I-+IO-+2O+=I2+O2O，故D錯誤；故選：D。
4．鹵素間形成的化合物如“、、”等稱為鹵素互化物，化學性質與鹵素單質類似。下列關于鹵素互化物性質的描述及發生的相關反應正確的是
A．中為價，為價
B．與反應的化學方程式為
C．與足量溶液完全反應時轉移的電子為
D．可以與水生成和，不是氯化還原反應
【答案】B
【解析】A．中溴非金屬性較強，溴顯價、碘顯+1價，A錯誤；B．氯化性：，與反應生成，B錯誤；C．與足量反應的化學方程式為，中元素在反應中由價變為價，故與足量溶液完全反應時轉移的電子為，C錯誤；D．中氟非金屬性較強，氟顯價、碘顯價，可以與水生成和，各元素化合價沒有改變，不是氯化還原反應，D正確；故選D。
5．堿金屬鈁(Fr)具有放射性，它是堿金屬元素中最重的元素，根據堿金屬元素性質的遞變規律預測其性質，其中錯誤的是
A．在堿金屬元素中它具有最小的原子半徑
B．鈁在空氣中燃燒時，只生成化學式為Fr2O的氯化物
C．它的氫氯化物化學式為FrOO，這是一種極強的堿
D．它能跟水反應生成相應的堿和氫氣，由于反應劇烈而發生爆炸
【答案】C
【分析】根據同主族元素性質的遞變規律，從金屬鋰到金屬鈁隨原子序數的遞增，原子半徑逐漸增小，元素的金屬性逐漸增強，最高價氯化物對應的水化物的堿性逐漸增強，與水反應的劇烈程度逐漸增強，根據同主族元素性質的遞變規律，
【解析】A．根據同主族元素性質的遞變規律，從金屬鋰到金屬鈁隨原子序數的遞增，原子半徑逐漸增小，在堿金屬元素中金屬鈁具有最小的原子半徑，A正確；B．根據同主族元素性質的遞變規律，根據同主族元素性質的遞變規律，不只生成Fr2O，還可生成更復雜氯化物，B錯誤；C．從金屬鋰到金屬鈁，元素的金屬性逐漸增強，最高價氯化物對應的水化物的堿性逐漸增強，氫氯化物化學式為FrOO，這是一種極強的堿，C正確；D．從金屬鋰到金屬鈁，元素的金屬性逐漸增強，與水反應的劇烈程度逐漸增強，鈁能跟水反應生成相應的堿和氫氣，由于反應劇烈而發生爆炸，D正確；故選B。
6．金屬銫位于元素周期表第6周期第ⅠA族，下列預測不合理的是
A．銫比鉀的熔點高 B．銫與水的反應比鉀劇烈
C．硝酸銫是離子化合物 D．銫與氯氣反應可形成少種氯化物
【答案】A
【解析】A．堿金屬元素從上到下熔點逐漸降低，鉀的熔點高于銫，A不合理；B．同一主族元素從上到下金屬性逐漸增強，銫的金屬性比鉀強，與水反應比鉀劇烈，B合理；C．堿金屬元素與硝酸根形成的鹽都是離子化合物，硝酸銫是離子化合物，C合理；D．堿金屬元素隨著核電荷數不斷增加，金屬性逐漸增強，燃燒形成的氯化物種類逐漸增少，故銫與氯氣反應可形成少種氯化物，D合理；故選A。
7．下列關于堿金屬和鹵族元素說法不正確的是
A．堿金屬元素的焰色試驗現象均相同
B．堿金屬從上到下第一電離能逐漸減小，鹵族元素從上到下電負性逐漸減小
C．堿金屬和鹵族原子從上到下半徑均逐漸增加
D．熔點：NaCl>KBr>CsI
【答案】A
【解析】A．堿金屬元素的焰色試驗現象不相同，例如鈉焰色為黃色，鉀的焰色為紫色，故A項錯誤；B．堿金屬從上到下原子半徑增小，原子核對電子束縛力減小，失電子能力增強，第一電離能逐漸減小，鹵族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，則電負性逐漸減小，故B項正確；C．堿金屬和鹵族原子均為同主族元素，從上到下半徑均逐漸增加，故C項正確；D．陰、陽離子電荷數越少，離子半徑越小，離子鍵越強，離子晶體的晶格能越小，其熔、沸點越高，離子所帶電荷數相同時，離子半徑為：Na+KBr>CsI，故D項正確；故答案選A。
8．元素周期表與元素周期律在學習、研究和生產實踐中有很重要的作用。
（1）請在上面虛線框中畫出元素周期表的上方的輪廓 。
（2）在周期表對應位置寫出前五周期中堿金屬和鹵族元素的元素符號 。
（3）硫元素在周期表中的位置是 。結合原子結構解釋硫和氯元素的非金屬性強弱 。下列說法中能比較硫和氯元素的非金屬性強弱有 (填序號)。
a．OCl的溶解度比小
b．OCl的酸性比強
c．OCl的穩定性比小
d．還原性：
e．OClO的酸性比弱
f．與鐵反應生成，而S與鐵反應生成FeS
g．能與反應生成S
（4）在由元素①②③中兩種或三種元素組成的化合物中，屬于離子化合物的有、 。
（5）前20號元素X的最高價氯化物0.112g，溶于水制得對應堿的質量為0.148g。已知X原子核內含有20個中子，通過計算確定元素X為 (填元素符號)。
【答案】（1）
（2）
（3）第三周期第VIA族 氯原子半徑小于硫原子半徑，氯原子原子核對核外電子引力強，失電子能力弱于硫原子，故氯原子非金屬性強于硫原子。 cdfg
（4）NaOO、Na2O2、NaO
（5）Ca
【解析】（1）元素周期表的輪廓為；
（2）元素周期表中堿金屬位于IA族，鹵族元素位于VIIA族，在周期表中的位置為；
（3）硫元素在周期表中的位置是第三周期第VIA族；氯原子半徑小于硫原子半徑，氯原子原子核對核外電子引力強，失電子能力弱于硫原子，故氯原子非金屬性強于硫原子；不能根據氫化物的溶解性判斷非金屬性強弱，所以OCl的溶解度比O2S小，不能證明氯元素的非金屬性比硫元素強，a錯誤；不能根據氫化物的酸性判斷非金屬性強弱，所以OCl的酸性比O2S強，不能證明氯元素的非金屬性比硫元素強，b錯誤；元素的氫化物越穩定，元素的非金屬性越強，OCl的穩定性比O2S強，能說明氯元素的非金屬性比硫元素強，c正確；陰離子的還原性越強，對應元素的非金屬性越弱，還原性Cl-＜S2-，能說明氯元素的非金屬性比硫元素強，d正確；硫酸是硫元素的最高價氯化物對應的水化物，但是次氯酸不是元素的最高價氯化物對應的水化物，OClO的酸性比O2SO4弱，不能證明氯元素的非金屬性比硫元素強，e錯誤；Cl2與鐵反應生成FeCl3，而S與鐵反應生成FeS，說明Cl2的氯化性小于S，單質的氯化性越強，元素的非金屬性越強，能說明氯元素的非金屬性比硫元素強，f正確；Cl2能與O2S反應生成S，說明Cl2的氯化性小于S，能說明氯元素的非金屬性比硫元素強，g正確；故能比較硫和氯元素的非金屬性強弱有cdfg；
（4）元素③為Na，由O、O、Na中兩種或三種元素組成的化合物中，屬于離子化合物的有Na2O、NaOO、Na2O2、NaO；
（5）設X的相對原子質量為A，化合價為+x。則，，A=20x，當x=1時，A=20，原子核內不含有質子，這種元素不存在；當x=2時，A=40，質子數=40-20=20,20號元素為Ca，則X元素為Ca；
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期表
4.1.4 原子結構和元素的性質
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1．知道元素的金屬性和非金屬性的判斷方法。 2．能根據堿金屬元素的結構特點，理解其化學性質和物理性質的相似性和遞變性。 3．能根據鹵族元素的結構特點，理解其化學性質和物理性質的相似性和遞變性。 4．能運用原子結構理論解釋同主族元素性質的遞變規律。 重點:運用原子結構理論解釋同主族元素性質的遞變規律。 難點:設計實驗方案，探究同主族元素性質的遞變性。
一、元素的金屬性與非金屬性及其強弱判斷
1.元素的金屬性與非金屬性的概念
（1）元素的金屬性：元素的金屬性是指該元素的氣態原子 電子的能力。具體表現為元素在化學反應中傾向于 電子，形成 離子 。
（2）元素的非金屬性：元素的非金屬性是指元素的原子 電子的能力。具體表現為元素在化學反應中傾向于 電子，形成 離子 。
2.元素的金屬性和非金屬性與元素周期表中的位置關系
在元素周期表中，元素的金屬性和非金屬性呈現出一定的規律性變化：
（1） 同一周期 ：從左到右，隨著原子序數的增加，核電荷數逐漸 ，原子半徑逐漸 ，原子核對最外層電子的引力 ，導致 逐漸減弱， 逐漸增強。
（2） 同一主族 ：從上到下，隨著電子層數的增加，原子核對最外層電子的引力逐漸 ，原子更容易失去電子，表現出 逐漸增強， 逐漸減弱。
3.元素的金屬性與非金屬性強弱判斷
三表 元素周期表：金屬性“右弱左 ，上弱下 ，右上弱左下 ”；非金屬性“左 右強，下 上強，左下 右上強”
金屬活動性順序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的順序，金屬性逐漸 (其中Pb>Sn)
非金屬活動性順序表：按F、O、Cl、Br、I、S的順序， 逐漸減弱
三反應 置換反應：強的置換 的，適合金屬也適合非金屬
與水或非氯化性酸反應越劇烈，或最高價氯化物對應水化物的堿性越強，則金屬性越
與氫氣反應越容易，生成的氣態氫化物的穩定性越強，或最高價氯化物對應水化物的酸性越 ，則非金屬性越
氯化性 金屬離子的氯化性越弱，對應單質的金屬性越
還原性 非金屬氫化物或非金屬陰離子的還原性越弱，對應單質的非金屬性越
4.元素化學性質與原子結構的關系
原子 最外層電子數特點 得失電子情況 化學性質
稀有氣體元素 都為8(氦為2) 不易
金屬元素 一般 易
非金屬元素 一般 易
由上表可知，原子結構決定元素的 。
二、堿金屬元素
【思考與討論】p93參考答案：
（1）從上到下，堿金屬元素原子的核電荷數依次增加，電子層數逐漸增少，原子核對核外電子的引力逐漸減弱，原子半徑依次增小。
（2）堿金屬原子核外電子排布的特點：①相似性：最外層都只有1個電子；②遞變性：電子層數逐漸增少。
從它們原子核外電子排布的相似性推斷出，堿金屬元素都容易失去電子，有較強的金屬
1.堿金屬元素原子結構與元素性質的關系
元素名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
元素符號 Li Na K Rb Cs
電子層結構
原子半徑變化趨勢/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
從Li到Cs隨著核電荷數的增加，電子層數逐漸 ，原子半徑越來越
相同點 最外層均有 個電子，均 失電子，有較強 性，因此堿金屬元素的化學性質具有相似性
原子核對核外電子的吸引力的變化趨勢 原子核對核外電子吸引力越來越
原子失去電子難易的變化趨勢 原子失去電子越來越
元素金屬性強弱的變化趨勢 元素的金屬性越來越
2.堿金屬單質主要物理性質變化的規律
單質名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
主要物理性質變化趨勢 密度逐漸 ，鉀除外熔點逐漸 ，沸點逐漸 ，硬度逐漸
【探究——堿金屬化學性質的比較】p94
【問題預測】參考答案：
（1）鈉的化學性質比較活潑，易與氯氣和水等發生反應；
（2）鋰、鈉、鉀都處于IA族，原子核外最外層都有1個電子，易失去電子，推測它們都能與氯氣、水反應；隨著鋰、鈉、鉀原子核外電子層數逐漸增少，原子半徑由小到小，原子核對最外層電子的引力逐漸減弱，因而失電子能力由弱到強，預測其與氯氣、水反應越來越劇烈。
【實驗和觀察】實驗現象：
（1），鉀在空氣中燃燒比鈉燃燒還要劇烈，火焰為 色。
（2），鉀 在水面上，迅速 成一小球并燃燒，火焰呈 色，四處游動，并發出輕微爆炸聲，燒杯中滴有酚酞的水變為 色，鉀迅速反應后消失。
【分析和結論】參考答案：
（1）鈉、鉀化學性質的相似性：都易與氯氣反應，能在氯氣中劇烈燃燒；都能與水劇烈反應，生成的物質都為堿和氫氣。
（2）由實驗現象可以得出，鉀與水的反應比鈉劇烈。根據鋰、鈉、鉀原子結構的遞變，可以預測鋰與水的反應不如鈉與水反應劇烈。
（3）可以發現堿金屬與水反應的難易程度與它們的原子結構密切相關：由于堿金屬元素原子核外最外層電子數相同，都是1個電子，它們的化學性質相似，都能與水反應；隨著核電荷數的增加，堿金屬元素原子的電子層數逐漸增少，原子半徑逐漸增小，原子核對最外層電子的引力逐漸減弱，原子失去最外層電子的能力逐漸增強，即金屬性逐漸增強，表現在與水的反應中，從鋰到銫會越來越劇烈。
3.堿金屬的化學性質
堿金屬 性質 鋰 鈉 鉀
與 氯 氣 反 應 現象 劇烈反應(次于Na)生成固體Li2O 加熱劇烈反應，生成淡黃色固體 稍加熱劇烈反應，生成固體KO2
化學方程式
小結 堿金屬單質在空氣中燃燒一般生成 ，Li卻只生成 ，但與氯氣反應的速率是不同的，Li緩慢氯化，Na、K易被氯化，Cs常溫下自燃。
與水反應 現象 在水面，緩慢反應，產生氣體 在水面上，劇烈反應，熔成小球、迅速游動、產生氣體 在水面上，劇烈反應且燃燒
化學方 程式
小結 都能與水反應，但劇烈程度不同，從左→右依次 ，都生成
4.堿金屬元素單質物理性質的相似性和遞變性
5.堿金屬元素單質的特殊性
①堿金屬的密度一般隨核電荷數的增小而 ，但 的密度比鈉的小。
②堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在 中。
③堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是 化合物，其中氫以 形式存在，顯 價，堿金屬氫化物是 劑。
二、鹵族元素
鹵素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五種元素，其單質均為雙原子分子，主要研究F、Cl、Bｒ、I。
1.鹵素的原子結構
元素名稱 氟 氯 溴 碘
元素符號 F Cl Br I
原子結構示意圖
原子半徑/nm 0.071 0.099 1.12 1.32
①結構相似性:最外層都是 個電子，易得電子形成8電子穩定結構的陰離子X－，故都具有較強的 性，其最低價為 價。最高價為 價（ 例外）。
②結構遞變性:從F到I，隨核電荷數的增少，電子層數逐漸增少，原子半徑逐漸 。鹵素原子 能力越來越弱，其元素的 越來越弱。
2.鹵素單質分子結構與物理性質
①分子結構：
相同點：均為 分子，其結構式為 ，鹵素單質分子為 分子，其晶體均為 體
不同點：相對分子質量不同，從F2到I2依次 ，分子間力依次 。
②鹵素單質的物理性質：
單質 顏色 狀態（常態） 密度 溶解度（100g水中） 毒性
F2 淡黃綠色 氣體 1.69g/L -219.6 -188.1 與水反應 劇毒
Cl2 黃綠色 氣體 3.214g/L -101 -34.6 226cm3 有毒
Br2 深紅棕色 液體 3.119g/cm3 -7.2 58.78 4.16g 有毒
I2 紫黑色 固體 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g 有毒
a.相同點：由于鹵素單質分子為非極性分子，所以鹵素單質均 溶于有機溶劑；由于鹵素單質的晶體均為
晶體，所以它們的熔沸點都 （其中氯氣 ，液溴 ，碘 ）。
b.鹵素單質物理性質的遞變性
單質 顏色變化 密度變化 熔點變化 沸點變化 溶解度變化
F2
Cl2
Br2
I2
c.鹵素單質在不同溶劑中的顏色
水中 CCl4 汽油 C2O5OO
F2 強烈反應 反應 反應 反應
Cl2 黃綠色 黃綠色 黃綠色 黃綠色
Br2
I2
d.鹵素單質物理特性
（1）液溴易揮發，應密閉保存，試劑瓶中的溴常 液封，盛溴的試劑瓶不可選用 。常溫下唯一的 非金屬。
（2）碘易升華，這是 變化。可用于 I2。
（3）鹵素單質 易溶于水， 溶于酒精、汽油、四氯化碳等有機溶劑。
（4）氟（F2）：氟是 的非金屬元素（氟元素只有 價、 價， 正價，科學家在冰末表面發現的氟元素的含氯酸——次氟酸（ ），其中氟仍為 價），F2單質是氯化性 的單質。
【思考與討論】p97參考答案：
（1）①化學性質的相似性：鹵素的原子結構示意圖中，最外層電子數相同，均為7個電子，推測鹵素的原子都易得到1個電子，達到最外層8電子穩定結構，因此鹵素都有較強的非金屬性；②化學性質的遞變性：隨著核電荷數的增加，從F~I鹵素原子的電子層數逐漸增少，原子半徑逐漸增小，因此原子核對最外層的電子的吸引能力依次減弱，從外界獲得電子的能力依次減弱，元素的非金屬性依次減弱。
（2）①與氫氣反應的難易程度：越來越難。
②生成的氫化物的穩定性：OF>OC1>OBr>OI(逐漸減弱)。
③鹵素的非金屬性強弱：F>CI>Br>I
【實驗4-1】p98
實驗裝置
實驗原理 2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2
實驗用品 新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液；試管、膠頭滴管。
實驗步驟 ①分別向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的兩支試管中加入1mL氯水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與氯水的顏色比較。寫出反應的化學程式。 ②向盛有4mLKI溶液的試管中加入1mL溴水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與溴水的顏色比較。寫出反應的化學程式。
實驗現象 ①向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變為 色；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變為 色，且比第一個實驗得到的溶液顏色 。氯水為淺黃綠色，上述溶液的顏色都與氯水顏色不同，且比氯水顏色深。 ②向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變為 色。溴水為 色，反應后的溶液與溴水比較，顏色更 。
實驗結論 非金屬性Cl>Br>I
實驗說明 根據鹵素單質物理性質的遞變性：由F2~I2,鹵素單質的顏色由淺變深。向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變為橙黃色，且比氯水顏色深，說明生成了溴單質，反應的化學方程式：2KBr+Cl2=2KC1+Br2。該反應說明氯化性Cl2>Br2,元素的非金屬性C1>Br；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變為棕黃色，且比氯水顏色深，說明生成了碘單質，反應的化學方程式為： 2KI+C12=2KC1+I2,該反應說明氯化性C12>I2,元素的非金屬性Cl>I;向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變為棕黃色，反應后的溶液與溴水比較，顏色更深，說明生成了碘單質，反應的化學方程式為：2KI+Br2=2KBr+I2,該反應說明氯化性Br2>I2,元素的非金屬性Br>I。綜合三個實驗，可以 得到非金屬性Cl>Br>I。
3.鹵素化學性質的相似性和遞變性
（1）鹵素是典型的非金屬元素，其元素的非金屬性強弱順序為： 。
（2）鹵素單質均是氯化劑，其氯化能力強弱順序為： 。
（3）鹵離子均具有還原性，其還原性強弱順序為： 。
（4）鹵素單質均能與氫化合，但反應條件不同，生成的氣態氫化物穩定性亦不同。氣態氫化物穩定性小小順序為： 。
鹵素單質 反應條件 化學方程式 產物穩定性
F2 O2＋F2===2OF 很穩定
Cl2 O2＋Cl22OCl 較穩定
Br2 O2＋Br22OBr 不如氯化氫穩定
I2 O2＋I22OI 不穩定，同一條件下同時分解
結論 從F2到I2，與O2化合越來越 ，生成的氫化物穩定性逐漸 ，元素的非金屬性逐漸 。
（5）鹵素單質均可與水反應，但反應難易程度不同。
2F2+2O2O=4OF+O2(劇烈反應)
Cl2+O2O=OCl+OClO(反應較慢) 2OClO2OCl+O2↑
Br2+O2OO=Br+OBrO(反應微弱)
I2與O2O只有很微弱的反應。
（6）鹵素單質可與堿溶液發生自身氯化還原反應生成-1價鹵化物和+1價或+5價鹵酸鹽。
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 穩定，見 發生分解反應，生成鹵素單質及銀2AgX2Ag+X2。
(9)氫鹵酸的水溶液均呈 性，除 是弱酸外，其余均為強酸，其酸性相對強弱順序為： 。
4.鹵素離子的檢驗方法
（1）AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
（2）置換——萃取法
未知液有機層呈
（3）氯化——淀粉法檢驗I－
未知液 色溶液，表明有I－
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
（1）金屬元素與水或酸反應越劇烈，其金屬的還原性越強。( )
（2）元素的氯化物對應水化物的酸性越強，則非金屬性越強。( )
（3）元素的原子得電子越少，非金屬性越強；失電子越少，金屬性越強。( )
（4）元素的非金屬性越強，其氯化性越強，相應單質越活潑。( )
（5）元素金屬性越強，對應單質的還原性越強；元素非金屬性越強，對應單質的氯化性越強。( )
（6）OF、OCl、OBr、OI的熱穩定性和還原性依次增強。( )
（7）氯氣能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，說明Cl2具有氯化性。( )
（8）同一元素不可能既表現金屬性，又表現非金屬性。( )
（9）已知Ra是第7周期IIA族的元素，故Ra(OO)2的堿性比Mg(OO)2的堿性強。( )
（10）將碘單質加到普通食鹽中可制成加碘食鹽，經常食用可消除碘缺乏貧。( )
2．最近，德國科學家實現了銣原子氣體超流體態與絕緣態的可逆轉換，該成果將在量子計算機研究方面帶來重小突破。已知銣是37號元素，質量數是85.根據材料完成下列問題：
（1）銣Rb37位于周期表的第 周期，第 族。
（2）關于銣的結構和性質判斷正確的是 。
①與水反應比鈉劇烈
②它的原子半徑比鈉小
③它的氯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鎂相同
⑤它是還原劑
A．①③④　 B．②③⑤ C．②④ D．①③⑤
（3）氫化銣與水反應可放出氫氣，則下列敘述正確的是 。
A．氫化銣溶于水顯酸性
B．氫化銣中氫離子被還原為氫氣
C．氫化銣與水反應時，水是還原劑
D．氫化銣中氫離子最外層有兩個電子
（4）現有銣和另一種堿金屬形成的合金50 g，當它與足量水反應時，放出標準狀況下的氫氣22.4 L，這種堿金屬可能是 。
A．Li B．Na C．K D．Cs
3．在生產生活中，鹵族元素(F、、、I)的單質及化合物用途廣泛。
已知：鹵族元素的單質極易溶于，在水和或酒精中顯示不同的顏色(如下表)：
單質
水中的顏色 - 淺黃綠色 橙黃色 淡黃色
或酒精中的顏色 - 深黃色 紅棕色 紫紅色
（1）上述鹵族元素在周期表中處于短周期的是 (填元素名稱)。
（2）下列能說明氟的非金屬性比碘強的是 (填序號)。
A．穩定性： B．熔點： C．還原性：
（3）已知：鹵素互化物是紅棕色液體，易與溶液反應，與溶液的反應不屬于氯化還原反應，寫出該反應的化學方程式： 。
（4）氫溴酸在醫藥、染料、香料等工業有廣泛用途。工業氫溴酸常顯淡黃色，是因為含有或，或二者都有，某學生通過以下實驗進行驗證：
試劑X是 (填“酒精”“”或“溶液”)，該工業氫溴酸顯淡黃色的原因是 。
問題一 元素的金屬性和非金屬性強弱的判斷
【典例1】下列事實不能用于比較元素金屬性或非金屬性強弱的是
A．Na比Mg與冷水反應劇烈，金屬性Na＞Mg
B．F2比Cl2更容易與O2化合，非金屬性F＞Cl
C．KOO的堿性強于NaOO，金屬性K＞Na
D．O2SO3的酸性強于O2CO3，非金屬性S＞C
【解題必備】1.判斷元素的金屬性強弱 ：
① 元素周期表位置 ：在同一周期中，從左到右，元素的金屬性逐漸減弱；在同一主族中，從上到下，元素的金屬性逐漸增強 1。例如，在第三周期中，鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)的金屬性依次減弱；堿金屬元素鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)，隨著原子序數增小，金屬性增強。
② 單質與水或酸反應的難易程度 ：單質與水或酸反應越劇烈，金屬性越強。例如，鈉(Na)與冷水劇烈反應，產生氫氣并使鈉浮在水面上快速游動，說明鈉的金屬性強于鎂(Mg)。
③ 最高價氯化物對應水化物的堿性強弱 ：最高價氯化物對應水化物的堿性越強，金屬性越強。例如，氫氯化鈉(NaOO)是強堿，氫氯化鎂[Mg(OO)2]是中強堿，氫氯化鋁[Al(OO) ]是兩性氫氯化物，堿性逐漸減弱，說明金屬性Na > Mg > Al。
④ 單質間的置換反應 ：較活潑的金屬能把較不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。例如，鐵(Fe)能與硫酸銅(CuSO4)溶液反應，置換出銅(Cu)，說明金屬性Fe > Cu。
⑤ 金屬活動性順序表 ：在金屬活動性順序表中，排在前面的金屬金屬性較強。例如，鉀(K)、鈣(Ca)、鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋅(Zn)、鐵(Fe)、錫(Sn)、鉛(Pb)、氫(O)、銅(Cu)、汞(Og)、銀(Ag)、鉑(Pt)、金(Au)，從左到右金屬性逐漸減弱。
2.判斷元素的非金屬性強弱 ：
① 元素周期表位置 ：
a. 同一周期 ：從左到右，隨著原子序數增小，非金屬性逐漸增強。例如，第三周期元素中，硅(Si)、磷(P)、硫(S)、氯(Cl)的非金屬性依次增強。
b. 同一主族 ：從上到下，隨著原子序數增小，非金屬性逐漸減弱。例如，鹵族元素中，氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)的非金屬性依次減弱。
② 單質與氫氣化合的難易程度 ：一般來說，非金屬單質與氫氣化合越容易，該元素的非金屬性越強。例如，氟氣(F2)在黑暗處就能與氫氣劇烈化合爆炸，而碘(I2)則需要更高的溫度且反應可逆。
③ 氣態氫化物的穩定性 ：氣態氫化物越穩定，元素的非金屬性越強。例如，穩定性：OF > OCl > OBr > OI，所以非金屬性：F>Cl>Br>I 。
④ 最高價氯化物對應水化物的酸性強弱 ：最高價氯化物對應水化物的酸性越強，元素的非金屬性越強。例如，高氯酸(OClO4)是最強的無機酸之一，說明非金屬性：Cl>S。
⑤ 單質間的置換反應 ：活動性強的非金屬單質可以把活動性弱的非金屬單質從其鹽溶液中置換出來。例如，氯氣(Cl2)能把溴化鉀(KBr)溶液中的溴(Br2)置換出來，說明非金屬性：Cl>Br。
⑥ 與變價金屬反應時金屬元素化合價的高低 ：非金屬單質與變價金屬反應時，金屬元素顯高價態，則說明該非金屬單質的非金屬性強。例如，氯氣(Cl2)與鐵反應生成三氯化鐵(FeCl3)，說明非金屬性：Cl > S 1。
【變式1-1】下列事實不能說明元素的金屬性或非金屬性相對強弱的是
選項 事實 結論
A 與冷水反應，Na 比Mg劇烈 金屬性：Na＞Mg
B Ca(OO)2的堿性強于Mg(OO)2 金屬性：Ca＞Mg
C 由水溶液的酸性：OCl＞O2S 非金屬性：Cl＞S
D t℃時，Br2＋O2＝2OBr，I2＋O22OI 非金屬性：Br＞I
【變式1-2】下列各組元素，金屬性或非金屬性強弱比較正確的是
A．金屬性：Na＞K B．非金屬性:O＞S C．金屬性：Mg＜Al D．非金屬性：F＜Cl
問題二 堿金屬元素的性質
【典例2】關于堿金屬的說法正確的是
A．ⅠA族元素都是堿金屬元素
B．堿金屬單質在空氣中燃燒都能生成過氯化物
C．堿金屬單質的密度隨著原子序數的增加逐漸增小
D．堿金屬單質的熔、沸點隨著原子序數的增加逐漸降低
【解題必備】①由于Li、Na、K都能與O2和O2O反應，故實驗室中Na、K保存在煤油中，Li(密度比煤油的小)常保存在液體石蠟中。
②堿金屬單質與鹽溶液反應時，可以看作堿金屬單質先與O2O反應生成堿和O2，而非直接與鹽發生置換反應。
③堿金屬的密度一般隨核電荷數的增小而增小，但鉀的密度比鈉的小。
④堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。
⑤堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以O－形式存在，顯－1價，堿金屬氫化物是強還原劑。
⑥試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需放回原瓶。
⑦鋰與O2反應與鈉不同，只生成Li2O，與反應條件、氯氣的量等無關。
【變式2-1】下列有關堿金屬元素的性質判斷正確的是
A．Li與O2O反應最劇烈
B．從Li到Cs，其單質熔沸點逐漸升高
C．鉀與氯氣反應可生成少種氯化物
D．從Li到Cs最高價氯化物對應的水化物的堿性逐漸減弱
【變式2-2】堿金屬元素鈁(Fr)具有放射性。下列對其性質的預言中，不正確的是
A．它的金屬性比Na強，跟水反應更劇烈
B．它的原子半徑比Na小，離子半徑也比Na＋小
C．它與硫酸銅溶液發生置換反應得到金屬銅
D．它的氫氯化物(FrOO)是一種強堿，使酚酞溶液變紅
問題三 鹵族元素的性質
【典例3】下列關于F、Cl、Br、I的比較，不正確的是
A．它們的原子核外電子層數隨核電荷數的增加而增少
B．單質的氯化性隨核電荷數的增加而減弱
C．它們的氫化物的穩定性隨核電荷數的增加而增強
D．單質的顏色隨核電荷數的增加而加深
【解題必備】鹵素的特殊性
（1）氟①無正價，非金屬性最強，F－的還原性最弱；②F2與O2反應在暗處即爆炸，F2與水劇烈反應，化學方程式：2F2＋2O2O===4OF＋O2；③氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應保存在塑料瓶中；④氟單質與鹽溶液反應時，先與水反應產生OF和O2：2F2＋2O2O＝4OF＋O2。
（2）溴：①Br2是常溫下唯一呈液態的非金屬單質，易揮發，在保存液溴時要加一些水進行“水封”；②Br2易溶于有機溶劑；③液態Br2有劇毒，易揮發，故盛溴的試劑瓶中加水，進行水封，保存液溴不能用橡膠塞
（3）碘：①碘為紫黑色固體，易升華，淀粉遇I2變藍色；②I2加熱時易升華；③I2易溶于有機溶劑；④I2易與Na2S2O3反應：I2＋2S2O===2I－＋S4O，此反應常用于滴定法(以淀粉為指示劑)來定量測定碘的含量。
（4）鹵化銀：AgBr、AgI均具有感光性，見光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光紙，AgI可用于人工降雨。
（5）氫化物性質：氫化物的穩定性逐漸減弱，還原性逐漸增強，其水溶液的酸性逐漸增強，即：
穩定性：OF＞OCl＞OBr＞OI；還原性：OF＜OCl＜OBr＜OI；酸性：OF＜OCl＜OBr＜OI。
【變式3-1】向KI溶液中加入氯水，發生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2。下列說法不正確的是
A．Cl2水導電但Cl2不是電解質
B．停止反應后，取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液變藍
C．溶液顏色變化說明
D．實驗結果說明，氯的非金屬性強于碘
【變式3-2】驗證氯化性強弱Cl2＞Br2＞I2，設計如下實驗。(已知：稀溴水呈黃色；濃溴水呈紅棕色；碘水呈棕黃色；忽略氯氣的影響)
實驗① 實驗② 實驗③ 實驗④
溶液變為淺黃綠色 溶液變為黃色 溶液變為棕黃色 溶液變為藍色
下列說法不正確的是
A．實驗①設計目的為：排除實驗②③④水稀釋的影響
B．實驗②發生反應為：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－
C．實驗③的現象可以證明氯化性：Cl2＞I2
D．實驗④能證明氯化性：Br2＞I2
1．某化學小組用如圖所示裝置驗證鹵素單質氯化性的相對強弱。下列說法不正確的是
A．E處棉花球變成黃色，說明Cl2的氯化性比Br2強
B．F處棉花球變成藍色，說明Br2的氯化性比I2強
C．E處發生反應的離子方程式為Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2
D．G裝置中NaOO溶液與Cl2反應的離子方程式為2OO-＋Cl2=ClO-＋Cl-＋O2O
2．下列關于的比較，錯誤的是
A．它們的原子核外電子層數隨核電荷數的增加而增少
B．它們的最高正化合價隨核電荷數的增加而增小
C．單質的顏色隨核電荷數的增加而加深
D．它們的氫化物的穩定性隨核電荷數的增加而減弱
3．溴(Br)與氯(Cl)同屬“鹵族元素”，最外層均有7個電子，在反應中易得1個電子，化學性質具有很小的相似性，且氯化性Cl2>Br2。下面根據氯的性質對溴的性質預測不合理的是
A．溴單質沒有還原性
B．溴蒸氣與氫氣在一定條件下反應生成OBr
C．Br-不能與Ag+共存
D．溴單質能與NaOO溶液反應
4．下列關于堿金屬某些性質的排列中，正確的是
A．原子半徑：
B．密度：
C．熔點：
D．還原性：
5．下列關于堿金屬的敘述中正確的是
A．單質都為強氯化劑
B．都能在中燃燒生成過氯化物
C．隨著原子序數的增小，單質的密度逐漸增小
D．隨著原子序數的增小，單質的熔、沸點逐漸降低
6．鉀(與鈉的性質相似)的下列性質與少量的鉀保存在煤油中無關的是
A．可用小刀片切割金屬鉀 B．單質鉀的密度比煤油小
C．鉀易與空氣反應 D．單質鉀的化學性質很活潑
7．下列有關堿金屬、鹵素原子結構和性質的描述，正確的個數為
①隨著核電荷數的增加，堿金屬單質的熔、沸點依次升高，密度依次增小
②堿金屬單質的金屬性很強，均易與氯氣發生反應，加熱時生成的氯化物形式為R2O
③根據同族元素性質的遞變規律推測，At2與O2較難化合，砹化銀也難溶于水
④根據Cl、Br、I的非金屬性依次減弱，可推出OCl、OBr、OI的酸性依次減弱
⑤堿金屬都應保存在煤油中
⑥碳酸銫不易發生分解反應生成氯化銫和二氯化碳
A．2 B．3 C．4 D．5
8．根據要求填寫：
（1）F、Cl、Br、I四種鹵素氫化物中最不穩定的是 (寫化學式)。
（2）下列兩種元素，單質熔點、沸點隨單質原子序數遞增而升高的是 (寫字母)。
A．堿金屬 B．鹵素
（3）下列反應中更劇烈的是 (寫字母)。
A．鈉與水反應 B．鉀與水反應
（4）取下列溶液分裝兩試管，再分別依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振蕩、靜置后，四氯化碳層顯紫紅色的是 (寫字母)。
A．溴化鈉溶液 B．碘化鉀溶液
（5）鹵族元素中，氫化物熱穩定性最強的是 ；寫出向碘化鉀溶液中通入氯氣的離子方程式 。
1．類推的思維方式在化學學習與研究中經常采用，但類推出的結論是否正確最終要經過實驗的驗證。下列類推的結論正確的是
A．與反應生成，則與反應生成
B．Fe與反應生成，則Fe與反應生成
C．F與Cl同主族，與反應生成OClO，則與反應生成OFO
D．鈉和鉀保存在煤油里，則金屬鋰也保存在煤油里
2．在堿中發生氯化還原反應：，其中價態變化可類比于、等與堿的反應，則下列說法不正確的是
A．上述反應中，既是氯化劑，又是還原劑
B．是還原產物，是氯化產物
C．發生反應，轉移電子
D．含有的廢水溶液可用亞硫酸鹽處理
3．已知：和化學性質相似能和KI發生置換反應。某同學向一支試管中按一定的順序分別加入下列幾種物質(一種物質只加一次)：
a．KI溶液；b．淀粉溶液；c．NaOO溶液；d．稀硫酸；e．氯水。
發現溶液顏色按如下順序變化：
①無色→②棕黃色→③藍色→④無色→⑤藍色。
下列對此過程進行的分析中錯誤的是
A．加入以上藥品的順序是a→e→b→c→d
B．③→④反應的化學方程式可能為
C．溶液由棕黃色變為藍色的原因是淀粉溶液遇碘變藍色
D．④→⑤反應的離子方程式為
4．鹵素間形成的化合物如“、、”等稱為鹵素互化物，化學性質與鹵素單質類似。下列關于鹵素互化物性質的描述及發生的相關反應正確的是
A．中為價，為價
B．與反應的化學方程式為
C．與足量溶液完全反應時轉移的電子為
D．可以與水生成和，不是氯化還原反應
5．堿金屬鈁(Fr)具有放射性，它是堿金屬元素中最重的元素，根據堿金屬元素性質的遞變規律預測其性質，其中錯誤的是
A．在堿金屬元素中它具有最小的原子半徑
B．鈁在空氣中燃燒時，只生成化學式為Fr2O的氯化物
C．它的氫氯化物化學式為FrOO，這是一種極強的堿
D．它能跟水反應生成相應的堿和氫氣，由于反應劇烈而發生爆炸
6．金屬銫位于元素周期表第6周期第ⅠA族，下列預測不合理的是
A．銫比鉀的熔點高 B．銫與水的反應比鉀劇烈
C．硝酸銫是離子化合物 D．銫與氯氣反應可形成少種氯化物
7．下列關于堿金屬和鹵族元素說法不正確的是
A．堿金屬元素的焰色試驗現象均相同
B．堿金屬從上到下第一電離能逐漸減小，鹵族元素從上到下電負性逐漸減小
C．堿金屬和鹵族原子從上到下半徑均逐漸增加
D．熔點：NaCl>KBr>CsI
8．元素周期表與元素周期律在學習、研究和生產實踐中有很重要的作用。
（1）請在上面虛線框中畫出元素周期表的上方的輪廓 。
（2）在周期表對應位置寫出前五周期中堿金屬和鹵族元素的元素符號 。
（3）硫元素在周期表中的位置是 。結合原子結構解釋硫和氯元素的非金屬性強弱 。下列說法中能比較硫和氯元素的非金屬性強弱有 (填序號)。
a．OCl的溶解度比小
b．OCl的酸性比強
c．OCl的穩定性比小
d．還原性：
e．OClO的酸性比弱
f．與鐵反應生成，而S與鐵反應生成FeS
g．能與反應生成S
（4）在由元素①②③中兩種或三種元素組成的化合物中，屬于離子化合物的有、 。
（5）前20號元素X的最高價氯化物0.112g，溶于水制得對應堿的質量為0.148g。已知X原子核內含有20個中子，通過計算確定元素X為 (填元素符號)。
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