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课时跟踪检测（二） 元素的性质与原子结构
A——基础过关练
1．下列金属与水反应最剧烈的是( )
A．Li B．K
C．Rb D．Cs
解析：选D 在碱金属中，随着元素原子电子层数的增多，碱金属的金属活动性增强，四个选项中与水反应最剧烈的应是Cs。
2．X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素，下列叙述中能说明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
解析：选D X原子比Y原子的电子层数多，X在Y的下方，则非金属性X比Y弱，①不正确；卤族元素氢化物越稳定，其非金属性越强，②正确；Y能置换NaX中的X，则非金属性X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。
3．Li和Na都是第ⅠA族元素，关于这两种元素的原子说法正确的是( )
A．原子半径：Li>Na B．最外层电子数都相同
C．核外电子层数相同 D．核外电子数相同
解析：选B Li和Na都是第ⅠA族元素，则原子核外最外层电子数相等，电子层数不同，核外电子数不同，原子半径：Na>K。
4．下列说法中错误的是( )
A．钾的金属性比钠强
B．溴的非金属性比氯强
C．NaOH的碱性比LiOH强
D．HCl的热稳定性比HBr强
解析：选B 由于金属性：K＞Na＞Li，故碱性：KOH＞NaOH＞LiOH；非金属性：Cl＞Br，则其对应氢化物的热稳定性：HCl＞HBr。
5．卤素是最活泼的一族非金属，下列关于卤素的说法正确的是( )
A．卤素单质的最外层电子数都是7
B．从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径依次减小
C．从F到I原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱
D．卤素单质与H2化合由易到难的顺序为I2→Br2→Cl2→F2
解析：选C A项，卤素原子的最外层电子数都是7，错误；B项，从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径依次增大，错误；C项，从F到I原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱，正确；D项，卤素单质与H2化合由易到难的顺序为F2→Cl2→Br2→I2，错误。
6．下列有关碱金属元素的性质判断正确的是( )
A．K与H2O反应最剧烈
B．Rb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出Na
C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强
解析：选D A项，在碱金属元素中，K不是最活泼的元素；B项，Rb先与水反应，不会置换出Na；C项，碱金属阳离子很稳定，不具有强氧化性。
7．如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与其相对分子质量的关系图，下列说法错误的是( )
A．单质①是最活泼的非金属单质
B．单质②能使品红溶液褪色
C．保存单质③时加少量水进行水封
D．单质的氧化性：④>③>②>①
解析：选D 从图中可以看出，从F2～I2，相对分子质量增大，沸点也依次升高，故①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。卤族元素中，元素的非金属性随着原子序数增大而减弱，非金属性越强，其单质越活泼，所以最活泼的非金属单质是F2，故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能使品红溶液褪色，故B正确；溴易挥发，在水中的溶解度较小，且溴的密度大于水，所以为防止溴挥发，可以用水液封，则单质③保存时加少量水进行水封，故C正确；卤族元素单质的氧化性随着原子序数增大而减小，所以氧化性从弱到强的顺序是④<③<②<①，故D错误。
8．已知金属钾有如下性质：
①钾的密度比水小；②钾的熔点低；③钾与水反应时放出热量；④钾与水反应后溶液呈碱性。
某学生将一小块金属钾投入滴有酚酞溶液的水中，实验能证明上述四点性质中的( )
A．①④ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
解析：选D 类比钠与钾性质的相似性与递变性。钾、钠与水反应的现象相似，但钾比钠活泼，与水反应更为剧烈。
9．(1)卤素氢化物中最不稳定的是________(写化学式)。
(2)下列两个元素族，单质熔、沸点随原子序数递增而升高的是________(填字母)。
A．碱金属 B．卤素
(3)下列反应中，更剧烈的是________(填字母)。
A．钠与水反应 B．钾与水反应
(4)取下列溶液分装两试管，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯化碳层显紫红色的是________(填字母)。
A．溴化钠溶液 B．碘化钾溶液
解析：卤素中碘元素的非金属性最弱，其氢化物最不稳定；碱金属元素单质的熔、沸点随原子序数增大而降低，卤素单质熔、沸点随原子序数增大而升高；钾比钠活泼，与水反应更剧烈；氯水与NaBr、KI溶液分别生成Br2、I2，而二者的四氯化碳溶液分别为橙色、紫红色。
答案：(1)HI (2)B (3)B (4)B
10．下表为元素周期表中的一部分，请回答下列问题：
周期数
族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
①
②
③
3
④
⑤
4
⑥
⑦
(1)②、④、⑤的元素符号是_______、_______、_______。
(2)表中最活泼的金属元素是________，非金属性最强的元素是________________(填写元素符号)。
(3)④与水发生反应的化学方程式是__________________________________________。
(4)请设计一个实验方案，比较⑤、⑦单质氧化性的强弱________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)依据①～⑦在元素周期表中的位置推知①～⑦分别为Li、O、F、Na、Cl、K、Br。
(2)最活泼的金属元素为K，最活泼的非金属元素为F。
(3)④为Na，它与水反应生成NaOH、放出H2。
(4)利用反应：Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl可证明氧化性：Cl2>Br2。
答案：(1)O Na Cl (2)K F
(3)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
(4)向溴化钠溶液中滴加氯水，若溶液呈橙红色，则证明Cl2的氧化性比Br2强
B——提能增分练
1．下列关于F、Cl、Br、I性质的比较，不正确的是( )
A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B．单质的熔沸点随核电荷数的增加而升高
C．它们氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
解析：选C A项，F、Cl、Br、I的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多，正确；B项，F2、Cl2为气体，Cl2易液化，沸点：F2<Cl2，Cl2为气体，Br2为液体，I2为固体，故按F2、Cl2、Br2、I2顺序，其熔沸点逐渐升高，正确；C项，F、Cl、Br、I的氢化物按HF、HCl、HBr、HI顺序稳定性减弱，错误；D项，F2是淡黄绿色气体，Cl2是黄绿色气体，Br2是深红棕色液体，I2是紫黑色固体，因此单质的颜色随核电荷数的增加而加深，正确。
2．下列关于碱金属的叙述中，不正确的是( )
A．随着原子序数的增加，元素的金属性逐渐增强
B．随着原子序数的增加，单质的还原性逐渐增强
C．熔点最高的单质相对原子质量最小
D．锂与氧气反应生成Li2O2
解析：选D 随着原子序数的增加，碱金属元素的金属性逐渐增强，单质的还原性逐渐增强，A、B正确；随着原子序数的增加，单质的熔点逐渐降低，熔点最高的是锂，锂在碱金属元素中相对原子质量最小，C正确；锂与氧气反应生成Li2O，D不正确。
3．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．卤素离子的还原性逐渐增强
C．气态氢化物稳定性逐渐增强
D．单质的氧化性逐渐增强
解析：选B 按从F到I的顺序，原子半径增大，单质熔、沸点升高，单质氧化性依次减弱，对应阴离子的还原性增强，与H2化合由易到难，氢化物的稳定性减弱。
4.如图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系，则下列各性质中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：选C 由图可知，随着核电荷数的增大，碱金属的性质呈增大趋势，而碱金属单质的熔、沸点随核电荷数的增大而降低。
5．下列叙述中，金属A的活泼性肯定比金属B的活泼性强的是( )
A．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能
B．1 mol A从酸中置换出的H2比1 mol B从酸中置换出的H2多
C．A原子电子层数比B原子的电子层数多
D．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
解析：选A 比较金属的活泼性，必须牢牢抓住“失去电子能力”的强弱。A项中，常温下金属A、B与水反应时，A比B剧烈(B不反应)，说明活泼性：A＞B。B项中，相同物质的量的金属，置换出氢多者不一定活泼，如置换氢：Na少于Al，但金属性：Na＞Al。C、D项中，在不能确定同主族(最外层电子数相同)或同周期(电子层数相同)前提下，无法比较。
6．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中重要的元素，下列对其性质的预言中错误的是( )
A．在碱金属元素中Fr的原子半径最大
B．其氢氧化物的化学式为FrOH，是一种极强的碱
C．钫在空气中燃烧，只生成化学式为Fr2O的氧化物
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
解析：选C 钫位于碱金属最下面，其金属性最强，原子半径最大，FrOH应为强碱，钫与H2O反应剧烈且易爆炸；钫在空气中燃烧，产物不是Fr2O，而是更为复杂的氧化物。
7．下列有关卤族元素的说法中，正确的是( )
A．酸性：HFO4>HClO4 B．最外层电子数：Br>I
C．密度：Cl2>Br2 D．热稳定性：HBr>HI
解析：选D 氟元素无正价，无最高价含氧酸，A错误；卤族元素的最外层电子数都是7，B错误；随着原子序数的增大，卤族元素单质的密度逐渐增大，氢化物的稳定性逐渐减弱，C错误，D正确。
8．以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述正确的是( )
①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③它们都是热和电的良导体 ④它们的密度依次增大，且都比水轻 ⑤它们的还原性依次增强 ⑥它们对应阳离子的氧化性依次增强
A．①③ B．②⑤
C．②④⑥ D．①③⑤
解析：选D ①锂、钠、钾、铷、铯属于同一主族，其最高价氧化物的水化物的碱性最强的是CsOH，正确；②碱金属单质自上而下熔点逐渐降低，单质熔点最高的是锂，错误；③它们都是热和电的良导体，正确；④它们的密度依次增大，K的密度比水大，错误；⑤碱金属元素自上而下金属性逐渐增强，它们的还原性依次增强，正确；⑥它们对应阳离子的氧化性依次减弱，错误。
9．最新报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，使我国时间频率基准的精度提高到1 500万年不差1秒，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯的原子序数为55。
回答下列问题：
(1)推测铯在元素周期表中的位置_____________________________________________。
(2)铯单质与水剧烈反应，放出________色气体，向溶液中滴入紫色石蕊溶液，显________色，因为____________________________________________(写出化学方程式)。
(3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性________(填“弱”或“强”)。
解析：55号元素铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA族，铯与钠同主族，金属性比Na强，能与水剧烈反应：2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑，CsOH是强碱，能使紫色石蕊溶液变蓝色。
答案：(1)第六周期第ⅠA族
(2)无 蓝 2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑ (3)强
10．某研究小组为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验：
Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________与盐酸反应最剧烈。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为________________________。
Ⅱ.为验证氯、溴、碘三种元素的非金属性强弱，用如图所示装置进行实验。(夹持仪器已略去，气密性已检验)
实验过程：
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红色时，关闭活塞a。
④……
(3)A中发生反应生成氯气，请写出该反应的离子方程式：_________________________。
(4)B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是______________________________。
(5)为验证溴的氧化性强于碘，过程④的操作和现象是____________________________。
(6)过程③实验的目的是____________________________________________________。
(7)请运用原子结构理论解释氯、溴、碘非金属性逐渐减弱的原因：
_____________________________________________________。
解析：(1)金属活动性顺序：钾>钠>镁>铝，所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钾，反应速率最慢的是铝。(2)氯气氧化性强于硫单质，所以氯气能够与硫离子反应生成硫单质，反应的离子方程式为S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－。(3)A中高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气、氯化钾、氯化锰和水，离子方程式为2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。(4)B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是吸收氯气，防止污染空气。(5)为验证溴的氧化性强于碘，过程④的操作和现象是打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡。静止后CCl4层溶液变为紫红色，其中紫红色为I2溶解在CCl4呈现的颜色。(6)由于氯气能干扰溴与碘化钾的反应，因此实验过程③的目的是确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。(7)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。
答案：(1)钾(K) (2)S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－
(3)2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O (4)吸收氯气，防止污染环境
(5)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡。静止后CCl4层溶液变为紫红色
(6)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(7)同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱
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