第四章 智能作业3 原子结构与元素的性质

(2024·上海华师大二附中高一期末)下列关于碱金属的叙述中，正确的是(　　)

• A: 碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
• B: 碱金属随着原子序数增大，与水反应越剧烈
• C: 碱金属元素的原子半径越大，越易失电子，其单质还原性越弱
• D: 碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其他金属

解析:

碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大，Na，K反常，A错误；碱金属元素的原子半径越大，越易失电子，其单质还原性越强，C错误；Na、K性质活泼，先和水反应，而不是与盐溶液发生置换反应，D错误。

下列元素中，失电子能力最强的元素是(　　)

• A: K
• B: Na
• C: Li
• D: H

解析:

H、Li、Na、K元素位于同一主族，原子最外层电子数相同，随核电荷数递增，原子核外电子层数增加，原子半径逐渐增大，原子失电子能力逐渐增强，故失电子能力最强的是K。

(2024·西安三十八中高一期末)铯(Cs)是制造真空器件、光电管、原子钟等的重要材料，金属铯的密度为1.879 g·cm^-3，熔点为28.4 ℃。下列说法正确的是(　　)

• A: 铯位于第ⅡA族
• B: 铯的熔点大于钠
• C: 铯与水反应时，铯浮在水面上，反应剧烈，发生爆炸
• D: 碱性：CsOH>RbOH

解析:

铯位于第ⅠA族，A错误； 铯的熔点小于钠，B错误；铯的密度大于水，与水反应时，铯沉在水底，反应剧烈，发生爆炸，C错误；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，碱性：CsOH>RbOH，D正确。

(2023·长春第五中学高一期末)工业冶炼金属钾的反应为Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)。下列有关说法不正确的是(　　)

• A: 单质的沸点：Na>K
• B: 单质与水反应的剧烈程度：K>Na
• C: 元素的金属性：Na>K
• D: 最高价氧化物对应水化物的碱性：KOH>NaOH

解析:

金属性：Na<K，单质与水反应的剧烈程度：K>Na，B正确；金属性：Na<K，最高价氧化物对应水化物的碱性：KOH>NaOH，D正确。

如图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系，则下列各性质不符合图示关系的是(　　)

• A: 还原性
• B: 与水反应的剧烈程度
• C: 熔点
• D: 原子半径

解析:

由图可知，随碱金属元素的核电荷数的增大，碱金属的性质呈增大的趋势，碱金属的还原性增强，碱金属与水反应的剧烈程度增大，其原子半径增大，A、B、D项正确；随核电荷数的增大，碱金属单质的熔点逐渐减小，C项错误。

下列有关卤素的说法错误的是(　　)

• A: 新制氯水显浅黄绿色，但放置一段时间之后颜色会褪去
• B: 除F₂外，相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从其盐溶液中置换出来
• C: 淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，发生了反应：4I^-+O₂+2H₂O2I₂+4OH^-
• D: 由HF、HCl、HBr、HI的酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增

解析:

元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，不能根据简单氢化物的酸性强弱判断元素的非金属性，故D错误。

2016年IUPAC命名117号元素为Ts，其最外层电子数为7，下列说法不正确的是(　　)

• A: Ts是第七周期第ⅦA族元素
• B: Ts的最高化合价为+7价
• C: Ts的同位素原子具有相同的质子数
• D: Ts在同族元素中非金属性最强

解析:

A项，Ts的原子序数为117，位于第七周期，其最外层电子数为7，则Ts位于第ⅦA族，正确；B项，Ts的原子核外最外层电子数是7，因此Ts的最高化合价为+7价，正确；C项，同位素具有相同质子数、不同中子数，则Ts的同位素原子具有相同的质子数，正确；D项，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，因此Ts的非金属性比同主族元素都弱，错误。

如图是卤素单质F₂、Cl₂、Br₂、I₂的沸点与相对分子质量的关系图，已知Br₂在水中的溶解度小，且密度大于水，下列说法错误的是(　　)

• A: 单质①的非金属性最强
• B: 通入单质②能使品红溶液褪色
• C: 保存少量的单质③时加少量水进行液封
• D: 单质④的氢化物在卤素氢化物中最稳定

解析:

卤素单质的沸点与其相对分子质量成正比，根据题图知，单质①、②、③、④分别是F₂、Cl₂、Br₂、I₂，卤族元素中，元素的非金属性随着原子序数增大而减弱，非金属性最强的是F₂，A正确；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以单质②(Cl₂)能使品红溶液褪色，B正确；溴易挥发，在水中的溶解度较小，且密度大于水，所以为防止溴挥发，可以用水液封，C正确；元素的非金属性越强，则其气态氢化物的稳定性越强，卤素的非金属性：F>Cl>Br>I，则I的氢化物的稳定性在这4种卤素氢化物中最差，D错误。

下列有关碱金属元素、卤素原子结构和性质的描述正确的是(　　)

• A: 随着核电荷数的增加，卤素单质的熔、沸点依次升高，密度依次减小
• B: F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7，Li、Na、K、Rb的最外层电子数都是1
• C: 碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成氧化物R₂O
• D: 根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱

解析:

随着核电荷数的增加，卤素单质的熔、沸点依次升高，密度依次增大，A项错误；碱金属单质的金属性从Li到Cs依次增强，加热时与氧气反应，锂生成氧化锂、钠生成过氧化钠等，C项错误；F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，则对应单质的氧化性依次减弱，离子的还原性依次增强，即HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强，热稳定性依次减弱，D项错误。

(2024·云南玉溪高一统考期末)下列有关第ⅠA、ⅡA族元素的叙述错误的是(　　)

• A: 同主族随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐增强
• B: 由MgCO₃难溶于水，可推断SrCO₃也难溶于水
• C: RbOH、CsOH均为强碱
• D: BaCO₃在医疗中常用作钡餐

解析:

同一主族元素从上到下原子核外电子层数增多，原子半径增大，金属性逐渐增强，A正确；Mg、Ca、Sr、Ba都是第ⅡA族元素，由MgCO₃、CaCO₃、BaCO₃均难溶于水，可推断SrCO₃也难溶于水，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，NaOH和KOH是强碱，则RbOH、CsOH均为强碱，C正确；BaCO₃能和胃酸中的盐酸反应，不能用作钡餐，D错误。

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。下列类推的结论正确的是(　　)

• 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HF的水溶液酸性也很强
• C: 由反应“2Fe+3Cl₂2FeCl₃”可推出反应“2Fe+3I₂2FeI₃”也能发生
• D: Na、K在元素周期表中属于同一主族，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:

A项，F₂与水反应生成HF和O₂；B项，氢氟酸为弱酸；C项，I₂的氧化性比Cl₂弱，不能将铁单质氧化到+3价；D项，K比Na金属性强，故正确。

(2023·河北承德高一期末)某同学进行如下实验：

下列分析错误的是(　　)

• A: Ⅰ和Ⅱ为对照组
• B: Ⅰ中CCl₄层显橙色，说明CCl₄层含Br₂
• C: Ⅲ中CCl₄层显紫色，说明I₂的氧化性强于Br₂
• D: Ⅲ中CCl₄层变为橙色，说明水层中不含I^-

解析:

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；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；Ⅲ中继续滴加氯水，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。

(2024·深圳高一期末)卤素是典型的非金属元素。为探究卤素中Cl、Br、I的性质，某同学依次设计了如下的实验。

(1)某同学向无色的KI溶液中滴加少量氯水，发现无色溶液变为　　　　　色，写出该反应的离子方程式：　　　　。

(2)还需要再设计　　　　　(填“1”“2”“3”或“4”)个类似于(1)的简单实验，根据(1)、(2)所有的实验现象可以得到规律：氧化性Cl₂>Br₂>I₂。

(3)根据　　　(填写实验操作和现象或者化学性质)，可以判断非金属性：F>Cl。

(4)因此，非金属性：F>Cl>Br>I。在元素周期表中，同主族元素从上到下，　　　　　　　　　　数不变，　　　　　　　　　依次增多，　　　　　逐渐增大，　　　　　能力逐渐减弱，所以，非金属性逐渐减弱。

答案:

(1)棕褐　Cl₂+2I^-2Cl^-+I₂　(2)2　(3)氟气与氢气暗处反应发生爆炸，氯气与氢气点燃或光照才反应(或HF很稳定，HCl较稳定或氟气和水能产生氧气，氯气不能)　(4)最外层电子　核外电子层数　原子半径　得电子

解析:

(1)由于Cl₂的氧化性强于I₂，则向无色的KI溶液中滴加少量氯水生成碘单质，无色溶液变为棕褐色。(2)向KI溶液中加入溴水，如果溶液变色，说明生成碘单质，则证明Br₂的氧化性强于I₂；向NaBr溶液中通入氯水，若溶液变色，说明生成溴单质，Cl₂的氧化性强于Br₂；综合3个实验，可以得到结论，氧化性：Cl₂>Br₂>I₂。

已知铷是37号元素，相对原子质量为85。根据相关知识回答下列问题：

(1)请推测铷(Rb)在元素周期表的第　　　周期第　　　　　　族。

(2)下列关于铷的结构和性质判断正确的是　　　(填字母，下同)。

①与水反应比钠剧烈　②原子半径比钠小　③铷的氧化物暴露在空气中易吸收CO₂　④它的阳离子最外层电子数和镁相同　⑤它是还原剂

A.①③④　　　　　　　　　B.①③⑤

C.②③⑤　　　　　　　　　D.②④

(3)氢化铷与水反应可放出氢气，下列叙述正确的是　　　　　　。

A.氢化铷溶于水显酸性

B.氢化铷中的氢离子被还原为氢气

C.氢化铷与水反应时，水是还原剂

D.氢化铷中氢离子最外层有两个电子

(4)现有铷和另一种碱金属元素形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属元素可能是　　　　　　。

A.Li　　　　　　　　　　　B.Na

C.K　　　　　　　　　　　D.Cs

答案:

(1)五　ⅠA　(2)B　(3)D　(4)AB

解析:

(3)氢化铷与水的反应为RbH+H₂ORbOH+H₂↑，生成RbOH，溶液显碱性，A错误；水中氢元素的化合价由+1价降低为0价，水作氧化剂，而RbH中的氢元素的化合价由-1价升高为0价，RbH作还原剂，B、C错误；H^-核外有两个电子，D正确。(4)设该合金的平均摩尔质量为M g·mol^-1，则根据得失电子守恒得$\frac{50\mathrm{ }\mathrm{g}}{M\mathrm{g}·\mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}}$×1=$\frac{22.4\mathrm{ }\mathrm{L}}{22.4\mathrm{ }\mathrm{L}·\mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}}$×2，M=25，因M(Rb)>25 g·mol^-1，则另一种碱金属的摩尔质量应小于25 g·mol^-1，可能为Li或Na。