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第2课时 研究同主族元素的性质
等级性测试
1．下列关于同主族元素的说法中错误的是( )
A．同主族元素原子序数递增，元素原子失电子能力逐渐增强
B．同主族元素原子序数递增，单质氧化性逐渐增强
C．同主族元素原子的最外层电子数都相同
D．同主族元素的原子半径，随原子序数增大而逐渐增大
解析：选B。同主族元素原子序数递增，单质氧化性逐渐减弱。
2．砹(At)原子序数为85，与F、Cl、Br、I同族，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是( )
A．砹是有色固体
B．非金属性：At＜I
C．HAt非常稳定
D．I2能从砹的可溶性盐溶液中置换出At2
解析：选C。同主族从上到下，元素的单质状态变化为气态→液态→固态，且颜色加深，则砹是有色固体，故A正确；同一主族元素，其非金属性随着原子序数增大而减小，所以非金属性At＜I，故B正确；同一主族元素，其非金属性随着原子序数增大而减小，则其相应氢化物的稳定性逐渐减弱，所以HAt很不稳定，故C错误；同一主族元素，其单质的氧化性随着原子序数增大而减弱，所以I2可以把砹从砹的可溶性盐溶液中置换出来，故D正确。
3．以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是( )
A．ⅠA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子
B．同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大
C．ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强
D．同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低
解析：选B。同位素原子的质子数相同；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱，金属单质的熔点逐渐降低而非金属单质的熔点一般逐渐升高。
4．如图是元素周期表的一部分，关于图中阴影部分元素的说法中，正确的是( )
A．N元素为第1周期元素
B．PH3的稳定性比H2S强
C．该纵列元素的最高价氧化物对应的水化物化学式均为H3RO4
D．H3AsO4的酸性比H3PO4弱
解析：选D。N元素位于第2周期，A错；非金属性S>P，则PH3的稳定性弱于H2S，B错；N元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HNO3，C错；非金属性P>As，故H3AsO4的酸性比H3PO4弱，D对。
5．砷为第4周期ⅤA族元素，根据它在周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是( )
A．AsH3比NH3稳定性强
B．可以存在－3、＋3、＋5等多种化合价
C．H3AsO4的酸性比HNO3弱
D．砷的非金属性比磷弱
解析：选A。N、P、As均为ⅤA族元素，分别位于第2、3、4周期，根据元素周期律判断，As比N、P的非金属性弱，NH3比AsH3稳定性强，H3AsO4(As2O5对应的水化物)的酸性比HNO3弱。As与N、P同在ⅤA族，N和P都有－3、＋3、＋5等多种化合价，则As也有－3、＋3、＋5等多种化合价。
6．元素R的原子序数是15，下列关于元素R的说法中，错误的是( )
A．R的最高正化合价是＋5
B．R是第2周期第ⅤA族的元素
C．R的氢化物分子式是RH3
D．R的最高价氧化物对应的水化物的水溶液呈酸性
解析：选B。元素R的原子序数为15，则为磷元素，原子结构示意图为，故为第3周期第ⅤA族元素。
7．下列有关物质性质的比较正确的是( )
①同主族元素的单质从上到下，氧化性逐渐减弱，熔点逐渐升高
②元素的非金属性越强，气态氢化物的热稳定性越弱
③单质与水反应的剧烈程度：F2>Cl2>Br2>I2
④元素的非金属性越强，它的气态氢化物的酸性越强
⑤还原性：S2－>Se2－
⑥酸性：HNO3>H3PO4
A．①③ B．②④
C．③⑥ D．⑤⑥
解析：选C。碱金属元素的单质从上到下熔点逐渐降低，而卤族元素的单质从上到下熔点逐渐升高，①错误；元素的非金属性越强，气态氢化物的热稳定性越强，②错误；元素的非金属性越强，对应单质与水反应越剧烈，则单质与水反应的剧烈程度：F2>Cl2>Br2>I2，③正确；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，但不能比较气态氢化物的酸性，④错误；非金属性：S>Se，对应离子的还原性：S2－<Se2－，⑤错误；非金属性：N>P，最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3>H3PO4，⑥正确。
8．已知钾在空气中燃烧生成KO2。自然界中仅存在极少的金属钫(Fr)，它的已知同位素都有放射性，它是碱金属元素中密度最大的元素。根据它在周期表中的位置预测其性质，其中不正确的是( )
A．在已知元素中(稀有气体元素除外)，它具有最大的原子半径
B．在空气中燃烧时，生成氧化钫Fr2O
C．最高价氧化物对应的水化物是极强的碱
D．单质的失电子能力比钠强
解析：选B。根据同主族和同周期元素性质递变规律可知，原子半径最大的元素位于周期表的左下角，即为钫，A正确；由于Na在氧气中燃烧生成Na2O2，K在氧气中燃烧生成KO2，据此可知，Fr在空气中燃烧应生成比Fr2O更复杂的氧化物，B错误；根据同主族元素性质递变规律可知，碱金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性从上到下逐渐增强，C正确；碱金属元素从上到下，失电子能力逐渐增强，D正确。
9．已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现进行如图氯气的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位颜色描述正确的是( )
选项
①
②
③
④
A
黄绿色
橙色
蓝色
无色
B
无色
橙色
紫色
白色
C
黄绿色
橙色
蓝色
白色
D
黄绿色
无色
紫色
白色
解析：选C。常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出Cl2，Cl2的颜色是黄绿色，①处充满黄绿色的Cl2；Cl2进入玻璃管后与②处NaBr溶液发生置换反应生成Br2，溴的水溶液颜色为橙色，所以②处的白色棉球变为橙色；Cl2和③处KI溶液反应置换出I2，淀粉遇I2变蓝，所以③处的棉球变为蓝色；④处Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO，用来进行Cl2的尾气吸收，尽管反应生成的物质均为无色，但棉球本身是白色的，所以④处的颜色为白色。
10．(2019·天津高一月考)用化学用语填空。
(1)短周期元素中，金属性最强的是________，非金属性最强的是________；最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是__________，碱性最强的是__________。
(2)第3周期主族元素中，原子半径最小的是________，离子半径最小的是________。
(3)碱金属元素中(除Fr外)，单质密度最小的是______，熔点最低的是__________。
(4)卤素中得电子能力最强的元素在周期表中的位置为________________。
解析：(1)同周期元素自左而右金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强，同主族元素自上而下金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱，所以短周期元素中，金属性最强的元素是Na，非金属性最强的元素是F；元素的非金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，又F无正价，所以最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4；元素的金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，所以最高价氧化物对应的水化物中碱性最强的是NaOH。
(2)同周期自左而右主族元素的原子半径逐渐减小，所以第3周期主族元素中，原子半径最小的元素是Cl；电子层数越少，核电荷数越大，则简单离子的半径越小，所以离子半径最小的是Al3＋。
(3)碱金属元素中(除Fr外)，随核外电子层数递增，单质的密度呈增大的趋势，但K的密度比Na小，单质的熔点逐渐降低，所以碱金属中密度最小的是Li，熔点最低的是Cs。
(4)卤素中得电子能力最强的元素是F，在周期表中的位置为第2周期ⅦA族。
答案：(1)Na F HClO4 NaOH (2)Cl Al3＋
(3)Li Cs (4)第2周期ⅦA族
11．下表是元素周期表中的一部分。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A
2
E
F
H
J
3
B
C
D
G
I
根据A～J在周期表中的位置，用元素符号或化学式回答下列问题：
(1)化学性质最不活泼的元素是________，氧化性最强的单质是________，还原性最强的单质是________。
(2)最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是______，酸性最强的是________，呈两性的是________。
(3)A分别与E、F、G、H、I形成的简单气态化合物中，最稳定的是________。
(4)在B、C、D、G、I中，原子半径最大的是________。
解析：由元素在周期表中的位置可知，A为H，B为Na，C为Mg，D为Al，E为C，F为N，G为S，H为F，I为Cl，J为Ne。(1)题给元素中稀有气体元素Ne最外层电子数为8，化学性质最稳定；同周期元素自左而右金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强，而同主族元素自上而下金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱，题给元素中F的非金属性最强，故F2的氧化性最强，Na的金属性最强，其单质还原性最强。(2)题给元素中，Na的金属性最强，则其最高价氧化物对应的水化物NaOH的碱性最强，F元素没有含氧酸，高氯酸的酸性最强，题给元素中的最高价氧化物对应的水化物中只有Al(OH)3呈两性。(3)非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，C、N、S、F、Cl中F的非金属性最强，故HF最稳定。(4)原子半径：Na>Mg>Al>S>Cl。
答案：(1)Ne F2 Na (2)NaOH HClO4
Al(OH)3 (3)HF (4)Na
12．(2019·衡水高一月考)元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质，下图是元素周期表的一部分。
(1)根据元素周期律，请你预测H2SO4、H2SeO4的酸性强弱：H2SeO4________H2SO4(填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)根据NaH的存在，有人提议可把氢元素放在ⅦA族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在元素周期表中的______族。
(3)元素甲是第3周期金属元素中原子半径最小的元素，该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)元素周期表中有10多种人体所需的微量元素，其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R，对延长人类寿命起着重要作用。已知R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，则R元素的名称为________。
解析：(1)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，则酸性：H2SeO4＜H2SO4。(2)根据最高正价与最低负价的绝对值相等，可把氢元素放在元素周期表中的ⅣA族。(3)第3周期金属元素中原子半径最小的元素为Al，铝离子与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀与铵根离子，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。(4)R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，则最外层电子数为6，处于第4周期ⅥA族，为Se元素。
答案：(1)＜ (2)ⅣA
(3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
(4)硒
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