第20讲 原子结构与元素的性质-2026年新高一化学精讲精练（人教版2019必修一）

本讲义聚焦原子结构与元素性质的核心知识点，以ⅠA碱金属和ⅦA卤族元素为案例，系统梳理原子最外层电子数、电子层数、半径等结构特点与金属性、非金属性递变规律的关系，通过对比表格、实验探究搭建从结构到性质的学习支架。 该资料突出实验探究与模型建构特色，设计碱金属与水/氧气反应、卤素置换等实验活动培养科学探究能力，通过结构分析推理性质递变体现科学思维。含实验安全提示与练习题，课中辅助教师实验教学，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第20讲 原子结构与元素的性质 学习目标 重难点 1．通过以ⅠA的碱金属、ⅦA的卤族元素为例，探究认识同主族元素性质(金属性与非金属性)的递变规律，能用原子结构理论加以解释。 2．通过比较、归纳、实验等方法预测同主族元素的相似性与递变性，能根据该规律模型进行元素性质推理的科学思想。 3．通过完成碱金属和卤族元素性质的探究实验，能了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。 重点：1．碱金属元素性质的相似性和递变性。 2．卤族元素性质的相似性和递变性。 难点：1．原子结构与碱金属元素性质的关系。 2．原子结构与卤族元素性质的关系。 原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系 元素 结构与性质 金属元素 非金属元素 稀有气体元素 最外层电子数 一般小于4 一般大于或等于4 8(He为2) 稳定性 不稳定 不稳定 稳定 得失电子能力 易失电子 易得电子 不易得、失电子 化合价 只显正价 既有正价，又有负价 0价 原子最外层电子数小于4不一定是金属元素，如氢原子最外层电子数是1，属于非金属元素。 一、碱金属元素的原子结构与性质 1.碱金属元素的原子结构 碱金属元素 元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径/nm 锂 Li 3 1 2 0.152 钠 Na 11 1 3 0.186 钾 K 19 1 4 0.227 铷 Rb 37 1 5 0.248 铯 Cs 55 1 6 0.265 由表中信息分析知,碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数为1, 很容易失去1个电子，因此碱金属元素在化合物中的化合价都是+1价;不同点是碱金属元素原子的电子层数和半径不同，随着核电荷数增加，元素原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大。 2.碱金属单质化学性质实验探究 （1）碱金属与氧气的反应 碱金属单质 钾 钠 实验操作 实验现象 先熔化成小球，后燃烧，反应比钠更剧烈，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃) 先熔化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈黄色 结论 金属活泼性：钾＞钠 实验原理 K＋O2KO2(超氧化钾) 2Na＋O2Na2O2 ①做碱金属与氧气反应的实验时，金属钾、钠的用量一般取绿豆大小为宜。若用量过大，易发生爆炸。在使用前，还应用滤纸吸干钾、钠等金属表面的煤油。未用完的钾、钠要放回原试剂瓶。 ②碱金属与氧气反应： 碱金属 现象及产物 化学方程式 Li 不如Na剧烈，生成Li2O 4Li＋O22Li2O Na 剧烈燃烧，生成Na2O2 2Na＋O2Na2O2 K 燃烧比Na剧烈，生成复杂的氧化物 K＋O2KO2(超氧化钾) Rb 燃烧反应更剧烈，生成更复杂的氧化物 Cs 燃烧反应更剧烈，生成更复杂的氧化物 （2）碱金属与水的反应 碱金属单质 钾 钠 实验操作 实验现象 熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应后的溶液加酚酞试液变红 熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后的溶液加酚酞试液变红 结论 金属活泼性：钾＞钠 实验原理 2K+2H2O===2KOH + H2 ↑ 2Na +2H2O===2NaOH + H2↑ ①钠、钾着火时，不能用水灭火，必须用干燥的沙土来灭火。这是因为钠、钾的化学性质活泼，和水能发生反应，置换出水中的氢，产生可燃性气体H2,同时放出大量的热。 碱金属 现象及产物 化学方程式 Li 反应较慢，生成H2 2Li＋2H2O＝2LiOH＋H2↑ Na 反应剧烈，生成H2 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ K 反应剧烈，轻微爆炸，生成H2 2K＋2H2O＝2KOH＋H2↑ Rb 遇水立即燃烧，爆炸，生成H2 （3）碱金属单质化学性质比较 物质 相似性 递变性 单质 (用R表示) 与非金属单质反应：Cl2＋2R＝2RCl 与O2的反应越来越剧烈，产物越来越复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。 与水反应：2R＋2H2O＝2ROH＋H2↑ 与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。 与酸反应：2R＋2H＋＝2R＋＋H2↑ 从上到下，单质还原性逐渐增强 化合物 最高价氧化物水化物的化学式为ROH，且均呈碱性 最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。 即碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH 金属锂的密度小于煤油，常保存在石蜡油中。锂与其他碱金属不同，在室温下与水反应比较慢，但能与氮气反应生成一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。锂的挥发性盐的火焰呈深红色，可用于鉴定锂。锂很容易与氧、氮、硫等化合，在冶金工业中可用作脱氧剂。 3.碱金属单质物理性质的相似性和递变性 碱金属单质 颜色和状态 密度/( g/cm3 ) 熔点/℃ 沸点/℃ 锂 银白色，柔软 0.534 180.5 1 347 钠 0.97 97.81 882.9 钾 0.86 63.65 774 铷 1.532 38.89 688 铯 略带金色光泽，柔软 1.879 28.40 678.4 结合表中信息可知，碱金属单质物理性质的相似性：除铯外均为银白色，都比较柔软，有延展性,硬度小,密度小,熔点低,沸点低;递变性：随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低。 4.碱金属元素原子结构与化学性质的关系 （1）相似性(R表示碱金属元素，不考虑放射性元素):原子都容易失去最外层的一个电子，碱金属单质化学性质活泼.都能与氧气等非金属单质及水反应，与水反应的通式为：2R + 2H2O===2ROH +H2↑ （2）递变性:a.随者原子序数的递增，碱金属元素原子失电子能力逐渐增强，元素金属性逐渐增强，单质和氧气的反应越来越容易，生成的氧化物越来越复杂，和水反应越来越剧烈。 b.碱金属单质都具有还原性，还原性由弱到强的顺序是Li＜Na＜K＜Rb＜Cs。 c.碱金属单质物理性质的变化规律：随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低。 （3）碱金属的特殊性 ①单质Na、K通常保存在煤油中,Li通常用石蜡密封。 ②碱金属中还原性最强的是Cs,还原性最弱的是Li。 ③碱金属阳离子中氧化性最弱的是Cs+，氧化性最强的是Li+。 ④碱金属元素单质中只有Li与O2反应的产物为一种(Li2O),其他单质与O2反应的产物至少有两种。 ⑤碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的強碱。 二、卤族元素的原子结构与性质 1.卤族元素的原子结构 元素名称及符号 氟（F） 氯（Cl） 溴（Br） 碘（I） 原子序数 9 17 35 53 原子结构示意图 最外层电子数 7 7 7 7 电子层数 2 3 4 5 原子半径 从F→I逐渐增大 由上表分析知，卤族元素原子结构的递变规律：①卤族元素的原子最外层电子数相同，都为7,都易得到一个电子，单质具有较强的氧化性;②随着原子序数的递增，原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大。 2.卤素单质物理性质的相似性和递变性 单质 F2→Cl2→Br2→I2 相似性 都有颜色，熔、沸点较低 不易溶于水，易溶于CCl4等有机溶剂（F2易和水发生反应） 递变性 状态（通常状况下） 气体→气体→液体→固体 颜色 淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色（逐渐加深） 密度 逐渐增大 熔点和沸点 逐渐升高 在水中的溶解度 逐渐减小 3.卤素单质的化学性质 （1）卤素单质与H2的反应 单质 反应条件 化学方程式 氢化物稳定性 F2 暗处 H2 + F2===2HF 很稳定 Cl2 光照或点燃 H2 + Cl2 点燃或光照2HCl 较稳定 Br2 加热 H2 + Br22HBr 不如HCl稳定 I2 不断加热 H2 + I2 2HI 不稳定 由表中信息可知,从F2到I2，卤素单质与H2反应所需要的条件逐渐变苛刻，反应剧烈程度逐渐减弱，生成的气态氢化物稳定性逐渐减弱。 （2）卤素单质间的置换反应 实验名称 实验操作 实验现象 离子方程式及实验结论 氯置换溴 溶液颜色变为黄色，比氯水颜色深 2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 氧化性：Cl2＞Br2 氯置换碘 溶液颜色变为浅棕色，比氯水颜色深 2I-+Cl2===2Cl-+I2 氧化性：Cl2＞I2 溴置换碘 溶液颜色变为浅棕色，比溴水颜色深 2I-+ Br2===2Br-+I2 氧化性：Br2＞I2 ①F是最活泼的非金属元素，F2氧化性很强, F-还原性很弱。F无正价，无含氧酸。 ②F2能与水剧烈反应，不存在F2的水溶液。卤素单质与水反应生成氢卤酸与次卤酸 （F2除外），如 X2 + H2O===HX + HXO（X为 Cl、Br、I），F2与H2O反应的化学方程式为2F2 + 2H2O===O2+4HF。 ③卤素单质间可以发生置换反应，较活泼的卤素单质可以将较不活泼的卤素单质从它们的盐溶液中置换出来，但F2除外。这是因为F2极易与溶液中的H2O反应生成O2。 ④Cl2易液化。 ⑤常温下，Br2是唯一呈液态的非金属单质。液溴有很强的腐蚀性，易挥发，有毒。实验室中保存溴单质时常加水液封以减少挥发，试剂瓶不能用橡胶塞。 ⑥I2为紫黑色固体，受热易升华，淀粉溶液遇碘变蓝色。 ⑦HF是弱酸，而HCl、HBr、HI是强酸，且酸性 HF＜HCI＜HBr＜HI。 ⑧卤素单质与活泼金属（如Na、K等）反应生成相应的金属卤化物，如2Na + X22NaX （X 为 F、CI、Br、I）。 ⑨变价金属（如Fe、Cu）与卤素单质反应生成高价金属卤化物（碘除外，I2的氧化性较弱，I2与Fe反应只能生成低价态的FeI2）。 ⑩氢化物性质：氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即： 稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI；酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI。 物质 颜色 饱和溴水 橙红色 稀溴水 橙黄色 溴溶于苯、四氯化碳等有机溶 红棕色 碘水 黄色到浅棕色 碘的酒精溶液 棕色 碘的四氯化碳溶液 紫色 4.同主族元素原子结构与元素性质的相似性与递变性 同主族元素自上而下原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 1.下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述错误的是(　　) A．碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去 B．碱金属单质都是强还原剂 C．碱金属元素原子的次外层电子数均为8 D．碱金属单质都能与水反应生成碱 【答案】C 【解析】碱金属元素原子的最外层都有1个电子，这个电子受到原子核的吸引力比较小，在反应中易失去，表现为强还原性，故碱金属单质都是还原剂，A、B正确；Li原子的次外层电子数为2，C错误；碱金属单质与H2O反应产生碱和H2，反应的化学方程式都可表示为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑，D正确。 2.以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是(　　) ①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③它们的密度依次增大 ④其单质的还原性依次增强 ⑤它们对应离子的氧化性依次增强 ⑥单质与水反应的剧烈程度依次增强 ⑦单质与相同浓度、相同体积的盐酸反应的剧烈程度依次增强 A．①⑤⑦ B．②⑥ C．②③⑤ D．②③④ 【答案】C 【解析】锂、钠、钾、铷、铯属于第ⅠA族元素，其中铯的金属性最强，金属性越强，形成的氢氧化物碱性越强，则CsOH的碱性最强，故①正确；碱金属单质从Li到Cs熔点依次降低，故②错误；钾的密度反常，比钠的小，故③错误；碱金属元素从Li到Cs金属性逐渐增强，还原性依次增强，故④正确；碱金属单质从Li到Cs还原性逐渐增强，对应离子的氧化性应依次减弱，故⑤错误；金属性越强，与水反应越剧烈，碱金属单质从Li到Cs与水反应的剧烈程度依次增强，故⑥正确；金属性越强，与酸反应越剧烈，碱金属单质从Li到Cs与相同浓度、相同体积的盐酸反应的剧烈程度依次增强，故⑦正确。 3.下列有关碱金属元素的说法正确的是(　　) A．碱金属单质与水反应都能生成碱和氢气 B．碱金属单质具有强还原性，可置换出硫酸铜溶液中的铜单质 C．在自然界中能以游离态存在 D．随核电荷数的增加，碱金属元素单质的熔、沸点都逐渐增大 【答案】A 【解析】碱金属单质性质活泼，与水剧烈反应都能生成碱和氢气，故A正确；碱金属单质具有强还原性，钠与盐溶液反应的实质是先与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与盐发生复分解反应，所以不能置换出硫酸铜溶液中的铜单质，而是生成氢氧化铜沉淀，故B错误；碱金属元素在自然界中都以化合态存在，故C错误；随核电荷数的增加，碱金属元素原子半径依次增大，单质的熔、沸点依次降低，故D错误。 4.下列有关卤素的说法正确的是(　　) A．卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变淡 B．卤素单质的熔点随相对分子质量的增大而升高 C．卤素是典型的非金属元素，其单质只具有氧化性 D．卤素阴离子的半径比其相应的原子半径小 【答案】B 【解析】F2是浅黄绿色气体，Cl2是黄绿色气体，Br2是深红棕色液体，I2是紫黑色固体，可见，卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变深，A错误；卤素是典型的非金属元素，其单质中只有F没有正化合价，F2只有氧化性，其余卤素单质中元素化合价介于最低价－1价和最高价＋7价之间，因此既具有氧化性，也具有还原剂，C错误；卤素阴离子是原子获得1个电子后形成的，由于核电荷数不变，核外电子数增多，电子受到的吸引力减弱，因此卤素离子的半径比其相应的原子半径大，D错误。 5.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是(　　) A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示 B．HX的热稳定性随核电荷数增加而增强 C．卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 D．X－的还原性依次为F－＜Cl－＜Br－＜I－，因此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 【答案】C 【解析】2F2＋2H2O===O2＋4HF，A错；HX的热稳定性随核电荷数增加而减弱，B错；F2优先与水反应，故不能用F2从其他盐溶液中置换出来卤素单质，D错。 6.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是最活泼的非金属单质 B．通入单质②能使品红溶液褪色 C．保存少量的单质③时加少量水进行水封 D．单质④的氢化物在卤素氢化物中最稳定 【答案】D 【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，非金属性越强，其单质越活泼，所以单质中活泼性最强的是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。 7.下列关于元素金属性、非金属性的说法不正确的是(　　) A．将碳酸钠加入稀硫酸中，能产生CO2气体，说明S的非金属性强于C B．H2SO4的酸性强于HClO，则非金属性：S>Cl C．Si与H2化合所需温度远高于S和H2化合的温度，说明S的非金属性强于Si D．HBr的热稳定性强于HI，则元素Br的非金属性比元素I强 【答案】B 【解析】H2SO4是S元素的最高价氧化物的水化物，根据H2SO4、H2CO3的酸性强弱，可以判断非金属性强弱，故A正确；HClO不是Cl元素的最高价氧化物的水化物，所以不能根据H2SO4、HClO的酸性强弱判断非金属性强弱，故B错误；可以根据非金属的简单气态氢化物的稳定性判断元素的非金属性，HBr的热稳定性强于HI，则元素Br的非金属性比元素I强，故D正确。 8.下列叙述能说明氯元素非金属性比硫元素强的是(　　) ①HCl的溶解度比H2S大　②HCl的酸性比H2S强　③HCl的稳定性比H2S强　 ④还原性：Cl－<S2－　⑤HClO的酸性比H2SO4弱　⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS　　⑦Cl2能与H2S反应生成S　⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧 A．③④⑤⑦⑧ B．③⑥⑦⑧ C．③④⑥⑦⑧ D．①②③④⑤⑥⑦⑧ 【答案】C 【解析】溶解度为物理性质，①不能说明；比较酸性必须采用最高价含氧酸，②不能说明；氢化物的稳定性可以说明氯元素的非金属性大于硫，③可以说明；离子的还原性可以说明，④可以说明；不是最高价含氧酸，⑤不能说明；氯气的氧化性大于硫，⑥可以说明；氯气与硫化氢生成硫单质，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，⑦可以说明；周期表中Cl处于S同周期的右侧，⑧可以说明；故选C。 9.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(　　) 选项 事实 推论 A 等物质的量的镁和铝分别和盐酸反应，铝放出的氢气多 金属性：Al>Mg B NaOH的碱性强于Mg(OH)2 金属性：Na>Mg C F2与H2在冷暗处就可以爆炸，Br2和H2则需要高温才能反应 非金属性：F>Br D 稳定性：HBr>H2S 非金属性：Br>S 【答案】A 【解析】可以根据非金属单质和H2化合的难易程度判断非金属性强弱，F2与H2在冷暗处就可以爆炸，Br2和H2则需要高温才能反应，说明F2更容易和H2化合，则F元素的非金属性更强，故C正确；非金属性越强，说明生成的气态氢化物越稳定，稳定性：HBr>H2S，则非金属性：Br>S，故D正确。 10.已知砹(85At)位于第六周期第ⅦA族，关于砹(85At)及其化合物说法正确的是(　　) A.稳定性：HAt<HCl B.氧化性：At2>I2 C.还原性：HAt<HCl D.At2是白色无毒晶体 【答案】A 【解析】卤族元素由上而下，非金属性逐渐变弱，则稳定性：HAt<HCl，A正确；单质氧化性：At2<I2，B错误；氢化物还原性：HAt>HCl，C错误；卤族元素由上而下，单质颜色加深，At2不是白色晶体，D错误。 11.碱金属元素是指ⅠA族中除H以外的金属元素，完成下列问题： (1)下列有关比较不正确的是 (填序号)。 ①原子半径： ②单质还原性： ③离子氧化性： ④碱性： (2)铯位于元素周期表第六周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容： ①铯原子核外共有 个电子层，最外层电子数为 。 ②铯单质与水剧烈反应，放出 色气体，生成的溶液可使紫色石蕊溶液显 色。 ③预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 (填“弱”或“强”)。 【答案】(1)③ (2)①6 1 ②无 蓝 ③强 【解析】(1)①同主族元素从上往下，原子半径逐渐增大，①正确；②同主族元素从上往下，原子失电子能力逐渐增强，则单质还原性逐渐增强，②正确；③同主族元素从上往下，单质还原性逐渐增强，则相应阳离子的氧化性逐渐减弱，则氧化性，③错误；④金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Li＜Na＜K，故碱性：LiOH＜NaOH＜KOH，④正确；故选③；(2)①由“铯位于元素周期表第6周期ⅠA族”，可知铯原子核外有6个电子层，最外层电子数为1；②铯与钠化学性质相似，铯单质与水剧烈反应，2Cs+2H2O=2CsOH+H2↑，生成H2，H2为无色气体，CsOH是强碱，能使紫色石蕊溶液变蓝；③根据同主族元素性质递变规律，同主族元素从上往下，原子失电子能力逐渐增强，则单质还原性逐渐增强，则铯单质的还原性比钠单质的强。 12.根据下表回答问题。 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1 ① 2 ② ⑤ 3 ③ ⑥ 4 ④ ⑦ (1)表中 (填元素符号)的非金属性最强； (填元素符号)的金属性最强，写出该元素的单质与水反应的离子方程式： 。 (2)表中元素③的原子结构示意图是 。 (3)表中元素⑤、⑦的氢化物的稳定性顺序为 > (填化学式)。 (4)表中元素最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是 (填化学式)。 【答案】 (1)F K 2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑(2) (3)HF HBr (4)HClO4 【解析】根据元素在周期表中的位置可知①～⑦分别是H、Li、Na、K、F、Cl、Br。(1)根据元素周期律可判断表中氟元素的非金属性最强；钾元素的金属性最强，单质钾与水反应的离子方程式为2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑。(2)表中元素③是Na，原子结构示意图是。(3)同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则简单氢化物的稳定性依次减弱，所以氟化氢的稳定性大于溴化氢。(4)表中非金属性最强的元素为F，氟无正化合价，无最高价含氧酸，故元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的为HClO4。 13.为验证第ⅦA族部分元素非金属性的递变规律，设计如图装置进行实验，请回答： ①仪器A的名称是 ，A中发生反应的离子方程式是 。 ②验证溴与碘的非金属性强弱：通入少量⑨(Cl)的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管内，取下试管，振荡、静置，可观察到 。 ③第ⅦA族元素非金属性随元素核电荷数的增加而逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下 ， 。 【答案】①分液漏斗 2Br－＋Cl2＝2Cl－＋Br2 ②溶液由无色变为褐(或棕黄)色 ③原子半径逐渐增大 得电子能力逐渐减弱 【解析】①仪器A为分液漏斗；少量Cl2通入NaBr溶液中置换出Br2，对应离子方程式为：2Br－＋Cl2＝2Cl－＋Br2；②充分反应后，分液漏斗中生成Br2，Br2进入试管中与KI反应生成I2，可观察到溶液由无色变为褐(或棕黄)色；③同主族元素，从上到下，电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子吸引力减弱，故元素非金属性减弱，故此处填：原子半径逐渐增大、得电子能力逐渐减弱。 14.最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85。根据材料回答下列问题： (1)铷位于元素周期表的第 周期 族。 (2)关于铷的下列说法中不正确的是 (填数字序号)。 ①与水反应比钠更剧烈　 ②Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳　 ③Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2　 ④它是极强的还原剂　 ⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱 (3)现有铷和另一种碱金属形成的合金5 g，与足量水反应时生成标准状况下的气体2.24 L，则另一碱金属可能是 (填元素符号)。 (4)铷久置于空气中，最终变成产物是 。  A．Rb2O B．Rb2O2 C．Rb2CO3 D．RbHCO3 【答案】(1)五 ⅠA (2)⑤ (3)Na或Li (4)C 【解析】(1)由原子核外的电子排布规律可推知37Rb的原子结构示意图为，Rb应位于第五周期第ⅠA族；(2)Rb的结构、性质与Na相似，且更活泼，对应的Rb2O、Rb2O2、RbOH的性质分别与Na2O、Na2O2、NaOH相似，则①金属性Rb＞Na，所以与水反应比钠更剧烈，故正确；②氧化钠易与水、二氧化碳反应，则它的氧化物在空气中易吸收CO2和水，故正确；③过氧化钠和水反应产生氧气，所以Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2，故正确；④金属性Rb＞Na，它是极强的还原剂，故正确；⑤金属性Rb＞Na，RbOH的碱性比同浓度的NaOH强，故错误；所以选⑤；(3)从碱金属与水反应通式2R +2H2O=2ROH+H2↑可知，生成0.1molH2，碱金属的物质的量为0.2mol，所以平均摩尔质量M==25 g/mol，而M(Rb)＞25 g/mol ，则另一碱金属的M必小于25g/mol，所以可能是Na或Li；(4)铷久置于空气中，先与空气中的氧气反应生成氧化铷，氧化铷与空气中的水蒸气反应生成氢氧化铷，氢氧化铷与二氧化碳反应生成碳酸铷，故最终变成产物是Rb2CO3，故选C。 15.科学家对碱金属的认识始终在不断的探索中前进。 (1)1807年，英国化学家戴维在在无氧条件下电解熔融的KOH，最后成功地得到了银白色的金属钾，实验中产生的金属液珠一接触水就剧烈反应，放出 色气体，向溶液中滴入紫色石蕊试液，显 色，因为 (写出化学方程式)。 (2)利用碱金属与水的反应可测定某碱金属的相对原子质量。如下图所示，仪器本身连同水和干燥管以及其内的无水氯化钙的总质量为480.0g。 现将1.4 g某碱金属单质投入水中，立即用带有干燥管的塞子塞紧瓶口，反应完毕后，测得整套仪器的总质量为481.2 g。 ①该金属元素的相对原子质量是 (结果保留两位小数)，该元素可能是 。 ②若不用干燥管，测得的相对原子质量比实际相对原子质量 (填“偏大”“偏小”或“相等”)，理由是 。 (3)最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85。根据材料回答下列问题： Ⅰ.铷位于元素周期表的第 周期 族。 Ⅱ.关于铷的下列说法中正确的是 (填序号，下同)。 ①与水反应比钠更剧烈　 ②Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳　 ③Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2　 ④它是极强的还原剂　 ⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱 【答案】(1)无 蓝 2K+2H2O=2KOH+H2↑ (2) ①7.00 Li ①偏小 水蒸气随氢气逸出，测得氢气的质量比实际质量偏高，计算出的碱金属的相对原子质量偏小 (3)五 ⅠA ①②③④ 【解析】(1)金属K与水发生反应生成氢氧化钾和氢气，氢气为无色气体，氢氧化钾溶液呈碱性，使紫色石蕊变蓝，反应方程式为2K+2H2O=2KOH+H2↑；(2)①设碱金属的元素符号为M，相对原子质量为x，反应过程中产生氢气的质量为480.00g+1.4g-481.2g=0.2g，由反应可得： ，解得x=7；该金属元素可能是Li；②水蒸气随氢气逸出，测得氢气的质量比实际质量偏高，计算出的碱金属的相对原子质量偏小；(3)Ⅰ铷是37号元素，原子结构中有5个电子层，最外层电子数为1，位于第五周期第ⅠA族；Ⅱ①金属性Rb>Na，所以铷与水反应比钠更剧烈，正确；②Rb2O属于碱性氧化物，则Rb2O在空气中易吸收二氧化碳和水，正确；③过氧化钠和水反应产生氧气，所以Rb2O2与水能剧烈反应并释放出氧气，正确；④金属性Rb>Na，它是极强的还原剂，正确；⑤金属性Rb>Na，RbOH的碱性比同浓度的氢氧化钠强，错误；故选①②③④。 1.验证氧化性强弱，设计如下实验(忽略氧气的影响)：氯水呈黄绿色，稀溴水呈黄色，碘水呈棕黄色。 实验① 实验② 实验③ 实验④ 溶液变为浅黄绿色 溶液变为黄色 溶液变为棕黄色 溶液变为蓝色 下列说法不正确的是（ ） A．实验①设计目的为：排除实验②③④中水稀释的影响 B．实验②发生反应为： C．实验③的现象可以证明氧化性： D．实验④能证明氧化性： 【答案】D 【解析】实验采用控制变量方法，实验①为对照实验，可排除实验②③④中水稀释对溶液颜色变化的影响，故A正确；将氯水滴入KBr溶液中，溶液变黄色，说明能发生反应：，故B正确；将氯水滴入KI溶液中，发生反应，使溶液变为棕黄色。反应中氧化剂是，氧化产物是，因为氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可以证明氧化性：，故C正确；②反应后的溶液中含有反应产生的，但也可能含有过量的，因此可能发生反应：和，生成的遇淀粉溶液变为蓝色，该实验不能证明氧化性：，故D错误；故选D。 2.某兴趣小组用和浓盐酸制取氯气并探究氯、溴、碘的相关性质，设计装置图如下所示，图中分别放置湿润的有色布条、干燥的有色布条(夹持及加热装置已略去)。下列说法错误的是（ ） A．若装置A中消耗，则产生 B．装置B可以平衡气压，若后续装置发生堵塞，则可观察到长颈漏斗内液面上升 C．为验证氯气是否具有漂白性，C中固体为无水 D．通入足量的氯气后，打开E的活塞，将溶液滴入D中，锥形瓶下层液体呈紫红色即证明氧化性 【答案】D 【解析】装置A中发生的化学反应为，根据化学计量系数关系可知，消耗，则产生，A项正确；装置B中饱和食盐水可以除去中混有的，长颈漏斗可以平衡气压，若后续装置发生堵塞，装置B中压强增大，使长颈漏斗内液面上升，B项正确；C中Ⅰ处为湿润的有色布条，褪色，Ⅱ处为干燥剂，固体可以是无水，吸水干燥氯气，Ⅲ处为干燥的有色布条，不褪色，即可以验证氯气不具有漂白性，C项正确；通入足量的氯气后，E分液漏斗中溶液由无色变为橙色，发生，说明氧化性 ，分液漏斗中溶液含有，也可能含有过量的，打开E的活塞，将溶液滴入D中，锥形瓶下层液体呈紫红色说明有生成，可能发生，对利用反应证明氧化性有干扰，故不能证明氧化性，D项错误；故选D。 3.2022年，中国科学家利用碘废液制得高纯度的氯化碘(ICl)，进一步优化了卤素在生产生活中的应用，是一种卤素互化物，其化学性质很像卤素单质，也能与水发生反应：。下列关于卤素单质和卤素互化物的性质的说法中，错误的是（ ） A．与溶液反应，生成和 B．ICl与水反应时既不是氧化剂，也不是还原剂 C．，说明氧化性： D．与足量溶液反应生成和，转移电子 【答案】D 【解析】由题干信息可知，所以与溶液反应时，生成的HCl和HIO与NaOH反应生成和，反应中无价态变化，A正确；与水反应：，碘和氯的氧化态均未改变（I均为+1，Cl均为-1），无电子转移，因此ICl既不是氧化剂也不是还原剂，B正确；反应中，为氧化剂，为氧化产物，氧化性 > ，符合氧化还原反应规律，C正确；与足量反应生成和的反应为，3 mol 转移5 mol电子，故1 mol 转移电子，而非5 mol电子，D错误；故选D。 4.氯化碘()的化学性质与氯气相似，能与大多数金属反应生成金属氯化物，能与许多非金属单质反应生成相应氯化物，能与水反应等。其与水反应的方程式为。下列关于的叙述中不正确的是（ ） A．是一种有色物质 B．在许多反应中可作氧化剂 C．在与水的反应中，既是氧化剂又是还原剂 D．与溶液反应可生成两种钠盐 【答案】C 【解析】ICl是卤素互化物，有色，A正确；ICl中碘元素的化合价为+1价，可降低为0价，具有强氧化性，可作氧化剂，B正确；中没有元素化合价发生变化，该反应不是氧化还原反应，C错误；由反应可以看出，与NaOH溶液反应后的产物应为NaIO和NaCl两种盐，D正确；故选C。 5.超氧化钾与性质相似，广泛应用于航天和潜水的供氧剂。 下列说法正确的是（ ） A．实验室金属钾失火，能用灭火器灭火 B．与发生反应： C．除去溶液中少量，应通入足量的 D．用带玻璃塞的试剂瓶保存溶液 【答案】C 【解析】着火生成的会与反应，所以钾着火不能用灭火器灭火，A项错误；方程式中原子数目不守恒，正确方程式为：，B项错误；根据：碳酸钾和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钾，除去溶液中少量，应通入足量的，C项正确；应用带橡胶塞的试剂瓶保存溶液，D项错误；故选C。 6.下列有关碱金属、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，密度依次增大，氧化性依次增强 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 【答案】B 【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，氧化性依次减弱，A项错误；碱金属元素的金属性从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。 7.已知卤素互化物(例如BrCl)、拟卤素[例如(CN)2]等物质的性质与Cl2单质相似，下列相关反应的方程式不正确的是(　　) A.3BrCl+2Fe===FeCl3+FeBr3 B.BrCl+H2O===HBr+HClO C.(CN)2+H2O===HCN+HCNO D.MnO2+4HCN(浓)Mn(CN)2+(CN)2↑+2H2O 【答案】B 【解析】在BrCl中Br为+1价，Cl为-1价，根据氧化还原得失电子守恒为3BrCl+2Fe===FeCl3+FeBr3，故A正确；B项，在BrCl中Br为+1价，Cl为-1价，BrCl和水反应正确方程式为BrCl+H2O===HBrO+HCl，故B错误；C项，(CN)2性质与Cl2相似，(CN)2和水反应与氯气和水反应也相似，故C正确；D项，类似实验室制备氯气，用二氧化锰和氢氰酸浓溶液制备(CN)2，故D正确。 8.下图是氯气的制备以及氯、溴、碘的非金属性比较实验，充分反应一段时间后，打开装置D的活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察实验现象，下列说法正确的是（ ） A．F2不能与NaCl溶液反应置换出氯气 B．装置B中可盛放水吸收氯气中的HCl气体 C．装置E下层呈现紫红色 D．装置E中有机试剂层呈现紫红色，能说明非金属性Br＞I 【答案】A 【解析】A．因为F2很活泼，直接与H2O发生反应，2F2+2H2O=4HF+O2，无法与NaCl反应，A项正确； B．除去氯气中的HCl用饱和食盐水，B项错误； C．装置E中发生反应为Br2+2I－=2Br－+I2，碘单质易溶于有机溶剂，在苯中呈紫红色，且苯的密度比水小，所以装置E上层呈现紫红色，C项错误； D．Cl2通入D与NaBr反应生成Br2，可能会有Cl2剩余，所以把D中溶液加入到E中，也有可能是Cl2将I‾氧化为I2，因此不能说明溴单质的氧化性强于碘，D项错误； 答案选A。 9.某同学进行如下实验： 实验 操作和现象 Ⅰ 向溴水中滴加少量，振荡，层显橙色 Ⅱ 向碘水中滴加少量，振荡，层显紫色 Ⅲ 向KBr、KI的混合液中加入，然后滴加氯水，振荡后层显紫色；再滴加氯水，振荡后紫色褪去；继续滴加氯水，振荡后层变为橙色 下列分析错误的是（ ） A．Ⅰ和Ⅱ为对照组 B．Ⅰ中层显橙色，说明层含 C．Ⅲ中层显紫色，说明的氧化性强于 D．Ⅲ中层变为橙色，说明水层中不含 【答案】C 【解析】A．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； B．Br2在CCl4中显橙色，Ⅰ中 CCl4 层显橙色，说明 CCl4 层含 Br2，故B正确； C．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； D．向KBr、KI的混合液中加入 CCl4 ，然后滴加氯水，振荡后 CCl4 层显紫色说明I-的还原性强于Br -；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；故选C。 10．某实验小组利用点滴板实验来探究卤素单质的氧化性顺序，关于该实验说法正确的是 A．孔穴4中的溶液呈浅黄绿色 B．孔穴2中的溶液反应后与孔穴3颜色最相近 C．孔穴3、4中的溶液仅用作对比 D．仅由上述实验现象无法得出、、的氧化性顺序 【答案】C 【解析】A．溴水为橙色，所以孔穴4中的溶液呈橙色，A错误； B．孔穴2中的溴与KI反应生成碘单质，碘水为黄褐色，孔穴3中新制氯水呈黄绿色，颜色不同，B错误； C．孔穴3、4中的溶液分别为氯水、溴水，可用于与孔穴1、2进行对比，因此孔穴3、4中的溶液仅用作对比，C正确； D．孔穴1中氯气能置换出溴，氧化性：Cl2>Br2，孔穴2中溴能置换出碘，氧化性：Br2>I2，则氧化性：Cl2>Br2>I2，因此上述实验现象可以得出、、的氧化性顺序，D错误； 答案选C。 11.为研究Cl2的性质，特设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去。其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸。 (1)加入药品前，需要检查 ，E固体的化学式为 ，饱和NaCl溶液的作用是 。 (2)写出装置I中发生反应的离子方程式 。 (3)写出IV中发生反应的离子方程式 。实验过程中，装置IV中的实验现象为 。 (4)装置V中NaOH溶液的作用是 。 (5)实验结束后，该组同学在装置III中观察到b的红色褪去，但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的，你认为在 (选填装置序号)之间还需添加洗气瓶，该装置的作用是 。 【答案】(1)装置的气密性 MnO2 除去氯气中的氯化氢 (2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (3)Cl2+2I-=2Cl-+I2 无色溶液变蓝色 (4)吸收多余的氯气，防止环境污染 (5)II和III 干燥Cl2 【解析】（1）加入药品前，要检查装置的气密性，E固体为MnO2，饱和NaCl溶液的作用：除去氯气中混有的氯化氢气体； （2）Ⅰ为氯气的制取装置，为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成二氯化锰、氯气和水，离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑； （3）装置Ⅳ中通入氯气后，与碘化钾溶液反应生成碘单质，反应的离子方程式：Cl2+2I-=2Cl-+I2；氯气具有氧化性，能够与碘化钾溶液反应生成碘单质，碘遇淀粉变蓝，所以装置Ⅳ中通入氯气后，无色溶液变蓝色； （4）氯气有毒，V中NaOH溶液用于吸收尾气氯气，防止环境污染； （5）干燥的氯气不具有漂白性，Ⅱ和Ⅲ之间可加干燥装置如浓硫酸等，除去氯气中的水蒸气。 12.某研究小组在实验室制备Cl2并进行Cl2、Br2、I2性质的探究。 Ⅰ．制备Cl2并进行性质实验 (1)实验室用MnO2与浓盐酸反应制取Cl2，反应的离子方程式为 。 (2)用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的NaOH稀溶液中，当滴到一定量时，红色突然褪去。 ①产生上述现象的原因可能有两种：a、可能是氯水中的酸和氢氧化钠发生中和反应，将氢氧化钠消耗完所致；b 。 ②设计实验证明红色褪去的原因是a或b： 。 Ⅱ．为探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱，设计实验如下： 【查阅资料】①Cl、Br、I原子最外层电子数都是7个，单质Cl2、Br2、I2的化学性质相似。②稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色。③淀粉溶液遇I2变蓝色。 氧化性强弱探究： 实验1 实验2 取a中的黄色溶液少许，加入KI溶液，再加入淀粉溶液 【分析与解释】 (3)实验1中a试管中反应的离子方程式是 。 (4)①甲同学认为：实验2观察到 现象，得出氧化性Br2>I2； ②乙同学对上述实验进行反思，认为实验2不能充分证明氧化性Br2>I2，他补做了实验3 实验3 另取a中的黄色溶液少许，先加入足量的NaBr固体，充分振荡，然后加入KI溶液和淀粉溶液 补做实验3的目的是 。 【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2)b可能是氯水中的次氯酸的强氧化性，使红色褪去所致 取褪色后的溶液置于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液，若溶液变红色，则为原因a；若溶液仍为无色，则为原因b (3)Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 (4)溶液变为蓝色 除去a中未反应的Cl2，防止Cl2与KI反应，干扰实验 【解析】（1）MnO2与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水，离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O； （2）①根据实验现象可推测，产生上述现象的原因可能有两种：a氯水中的酸和氢氧化钠发生反应，导致溶液碱性消失，红色褪色；b可能是氯水中的次氯酸的强氧化性，使红色褪去所致； ②可以通过验证是否还存在氢氧化钠的方法来验证，证明红色褪去的原因可设计为：取褪色后的溶液置于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液，若溶液变红色，则为原因a；若溶液仍为无色，则为原因b； （3）实验1中a试管是溴化钠溶液和氯气反应，能够生成氯化钠溴单质，反应的离子方程式是：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2； （4）①实验1第一个试管中黄色溶液中含有Br2，加入KI溶液，再加入淀粉溶液后，若溶液颜色变蓝，则说明有碘单质生成，也就说明了氧化性Br2> I2； ②实验1中第一个试管中还含有氯气，所以实验2中溶液变蓝，不能证明一定是溴单质将碘单质置换出来的，实验3中先加入溴化钠，可以将除去a中未反应的Cl2，防止Cl2与KI反应，干扰实验。 13.碘酸钾(KIO3)是重要的食品添加剂。某化学兴趣小组设计下列步骤制取KIO3并进行产品的纯度测定。制取碘酸(HIO3)的实验装置示意图和有关资料如下： HIO3 ①白色固体，能溶于水，难溶于四氯化碳 ②Ka=0.169mol·L-1 KIO3 ①白色固体，能溶于水，难溶于乙醇 ②碱性条件下易发生反应：ClO- +IO=IO+Cl- 回答下列问题： 步骤I  用Cl2氧化I2制取HIO3 (1)装置A中发生反应的化学方程式为 。 (2)装置B中的CCl4可以加快反应速率，原因是 。 (3)反应结束后，获取HIO3溶液的操作中，所需玻璃仪器有烧杯、 和 。 步骤II  用KOH中和HIO3制取KIO3 (4)该中和反应的离子方程式为 。 (5)往中和后的溶液中加入适量 ，经搅拌、静置、过滤等操作，得到白色固体。 (6)为验证产物，取少量上述固体溶于水，滴加适量SO2饱和溶液，摇匀，再加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝。若实验时，所加的SO2饱和溶液过量，则无蓝色出现，原因是 。 【答案】(1)KC1O3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O(2)I2和Cl2易溶于CCl4 (3)增大了反应物浓度 分液漏斗、玻璃棒(4)HIO3+ OHˉ=IO+H2O (5)乙醇(或“酒精”“C2H5OH”) (6)过量的SO₂将IO (或I₂)还原为I-(或3SO₂+ IO+ 3H2O=Iˉ+ 3SO+ 6H⁺或 SO2+I2+ 2H2O=2I⁻+ SO+ 4H⁺) 【解析】（1）装置A用于制取氯气，反应为：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O； （2）由于Cl2、I2在水中溶解度小，在CCl4中溶解度却很大，能增大反应物浓度，使反应速率显著加快； （3）依据物质信息可知，B中反应后产生的碘酸主要在水溶液中且与CCl4互不相溶，所以必须采用分液法以获取碘酸溶液，分液需要的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗、玻璃棒； （4）KOH和HIO3生成KIO3和水，HIO3属于弱电解质，在离子方程式中不能用离子表示，故离子反应为：HIO3+ OHˉ=IO+H2O； （5）KIO3在乙醇中的溶解度较低，加入适量乙醇可以使KIO3从溶液中析出，故往中和后的溶液中加入适量乙醇，经搅拌、静置、过滤等操作，得到白色固体；故答案为：乙醇(或“酒精”“C2H5OH”)； （6）依题意可知，少量饱和SO2水溶液能将KIO3还原为I2，但加入过量饱和SO2水溶液却无蓝色出现，说明也能过量的SO₂将IO (或I₂)还原为I-(或3SO₂+ IO+ 3H2O=Iˉ+ 3SO+ 6H⁺或 SO2+I2+ 2H2O=2I⁻+ SO+ 4H⁺)。 14.氯气是一种常用的氧化剂，其制取方法是重要的科研项目。通过下列装置探究MnO2与FeCl3-6H2O能否反应产生Cl2。 已知：在加热条件下，FeCl3-6H2O会产生氯化氢，FeCl3会升华为气体。实验记录： 实验操作 实验现象 点燃酒精灯，加热 i．A中部分固体溶解，上方出现白雾 ii．稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴 iii．B中溶液变蓝 (1)现象i中“白雾”除含有水汽以外还含有 (填化学式)。 (2)由现象iii中“溶液变蓝”，说明B中有 生成。 (3)“黄色气体”中可能含有氧化性物质FeCl3、Cl2，均能氧化I-。确认“黄色气体”中含有FeCl3的实验方案是 。 (4)为验证“黄色气体”中是否有Cl2存在，进行了以下两种改进实验。 实验改进操作 实验现象(结论) 方案l 在A、B间增加盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶C B中溶液变为蓝色 方案2 将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液 B中溶液呈浅橙红色 ①方案l中添加“饱和NaCl溶液”的目的是 。B中发生反应的离子方程式为 。 ②方案2中将KI用NaBr代替，可直接排除FeCl3的干扰。从原子结构解释FeCl3能氧化I-而不能氧化Br-的原因是 。 ③由以上实验可知Br2、I2、Fe3+氧化性由强到弱的顺序是 。 【答案】(1)HCl(2)I2(3)将黄色气体通入KSCN溶液，溶液变血红色，说明含有氯化铁 (4)除去FeCl3 Cl2+2I-=2Cl-+I2 Br-的电子层比I-少，离子半径也比I-小，Br-失去电子能力比I-弱，Br-的还原性比I-弱 Br2>Fe3+>I2 【分析】加热条件下氯化铁晶体产生氯化氢，氯化氢与二氧化锰高温下反应生成氯气，氯气进入B中氧化KI生成I2从而使B中溶液变蓝，同时加热氯化铁晶体时FeCl3会升华为气体，因此也有可能是铁离子氧化了B中的碘离子生成碘单质。 【详解】（1）由题干可知，氯化铁晶体加热会生成HCl，因此现象i白雾中除了含有水蒸气外还有HCl。 （2）B中淀粉碘化钾溶液变蓝，是因为氯气氧化KI生成了I2。 （3）通常用KSCN溶液检验铁离子的存在，故实验方案为将黄色气体通入KSCN溶液，溶液变血红色，说明含有氯化铁。 （4）①方案1中添加饱和NaCl溶液的目的是除去氯气中混有的FeCl3气体。B中溶液变蓝是因为氯气将碘离子氧化成碘单质，离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2。 ②Br-比I-少一个电子层，离子半径也比I-小，Br-失电子能力比I-弱，Br-的还原性弱于I-。 ③由以上实验可知，Fe3+可氧化I-生成I2，但是不能氧化Br-生成Br2，因此氧化性由强到弱的顺序为Br2>Fe3+>I2。 15.为了从海带中制取碘，某学习小组将海带灼烧后，加水溶解配成海带浸取原液(浸取原液中的碘元素主要以I-形式存在)，并设计了如下甲、乙两种实验方案： 已知：①步骤Y中加NaOH时发生反应：3I2＋6NaOH=5NaI＋NaIO3＋3H2O； ②碘单质常温为紫黑色固体，在通常状况下，100g水中约溶解0.02g碘单质。 请回答： (1)灼烧海带应该在 (填仪器名称)中进行。 (2)分液漏斗使用前须先 ；步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是 。 (3)步骤Y中需要控制加入的NaOH溶液的量不宜过多，原因是 。 (4)操作Z的名称是 。 (5)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是 。 【答案】(1)坩埚(2)检查是否漏液 液体分层，上层溶液接近无色，下层溶液呈紫红色 (3)防止后续加硫酸时额外损耗硫酸(4)过滤(5)碘单质易升华，会导致碘单质损失 【解析】（1）灼烧应该使用坩埚，故答案为：坩埚； （2）分液漏斗使用前必须检漏，萃取后会分层，四氯化碳的密度较大，且有机层有颜色，故答案为：检查是否漏液、液体分层，上层溶液接近无色，下层溶液呈紫红色； （3）NaOH溶液的量多了会导致硫酸的量也变多，造成浪费。故答案为：防止后续加硫酸时额外损耗硫酸； （4）碘单质在水中的溶解度不大，且碘单质为固体，因此需要用过滤分离。故答案为：过滤。 （5）碘单质易升华，故答案为：碘单质易升华，会导致碘单质损失。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20讲 原子结构与元素的性质 学习目标 重难点 1．通过以ⅠA的碱金属、ⅦA的卤族元素为例，探究认识同主族元素性质(金属性与非金属性)的递变规律，能用原子结构理论加以解释。 2．通过比较、归纳、实验等方法预测同主族元素的相似性与递变性，能根据该规律模型进行元素性质推理的科学思想。 3．通过完成碱金属和卤族元素性质的探究实验，能了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。 重点：1．碱金属元素性质的相似性和递变性。 2．卤族元素性质的相似性和递变性。 难点：1．原子结构与碱金属元素性质的关系。 2．原子结构与卤族元素性质的关系。 原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系 元素 结构与性质 金属元素 非金属元素 稀有气体元素 最外层电子数 一般小于4 一般大于或等于4 8(He为2) 稳定性 不稳定 不稳定 稳定 得失电子能力 易失电子 易得电子 不易得、失电子 化合价 只显正价 既有正价，又有负价 0价 原子最外层电子数小于4不一定是金属元素，如氢原子最外层电子数是1，属于非金属元素。 一、碱金属元素的原子结构与性质 1.碱金属元素的原子结构 碱金属元素 元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径/nm 锂 Li 3 1 2 0.152 钠 Na 11 1 3 0.186 钾 K 19 1 4 0.227 铷 Rb 37 1 5 0.248 铯 Cs 55 1 6 0.265 由表中信息分析知,碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数为1, 很容易失去1个电子，因此碱金属元素在化合物中的化合价都是+1价;不同点是碱金属元素原子的电子层数和半径不同，随着核电荷数增加，元素原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大。 2.碱金属单质化学性质实验探究 （1）碱金属与氧气的反应 碱金属单质 钾 钠 实验操作 实验现象 先熔化成小球，后燃烧，反应比钠更剧烈，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃) 先熔化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈黄色 结论 金属活泼性：钾＞钠 实验原理 K＋O2KO2(超氧化钾) 2Na＋O2Na2O2 ①做碱金属与氧气反应的实验时，金属钾、钠的用量一般取绿豆大小为宜。若用量过大，易发生爆炸。在使用前，还应用滤纸吸干钾、钠等金属表面的煤油。未用完的钾、钠要放回原试剂瓶。 ②碱金属与氧气反应： 碱金属 现象及产物 化学方程式 Li 不如Na剧烈，生成Li2O 4Li＋O22Li2O Na 剧烈燃烧，生成Na2O2 2Na＋O2Na2O2 K 燃烧比Na剧烈，生成复杂的氧化物 K＋O2KO2(超氧化钾) Rb 燃烧反应更剧烈，生成更复杂的氧化物 Cs 燃烧反应更剧烈，生成更复杂的氧化物 （2）碱金属与水的反应 碱金属单质 钾 钠 实验操作 实验现象 熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应后的溶液加酚酞试液变红 熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后的溶液加酚酞试液变红 结论 金属活泼性：钾＞钠 实验原理 2K+2H2O===2KOH + H2 ↑ 2Na +2H2O===2NaOH + H2↑ ①钠、钾着火时，不能用水灭火，必须用干燥的沙土来灭火。这是因为钠、钾的化学性质活泼，和水能发生反应，置换出水中的氢，产生可燃性气体H2,同时放出大量的热。 碱金属 现象及产物 化学方程式 Li 反应较慢，生成H2 2Li＋2H2O＝2LiOH＋H2↑ Na 反应剧烈，生成H2 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ K 反应剧烈，轻微爆炸，生成H2 2K＋2H2O＝2KOH＋H2↑ Rb 遇水立即燃烧，爆炸，生成H2 （3）碱金属单质化学性质比较 物质 相似性 递变性 单质 (用R表示) 与非金属单质反应：Cl2＋2R＝2RCl 与O2的反应越来越剧烈，产物越来越复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。 与水反应：2R＋2H2O＝2ROH＋H2↑ 与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。 与酸反应：2R＋2H＋＝2R＋＋H2↑ 从上到下，单质还原性逐渐增强 化合物 最高价氧化物水化物的化学式为ROH，且均呈碱性 最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。 即碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH 金属锂的密度小于煤油，常保存在石蜡油中。锂与其他碱金属不同，在室温下与水反应比较慢，但能与氮气反应生成一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。锂的挥发性盐的火焰呈深红色，可用于鉴定锂。锂很容易与氧、氮、硫等化合，在冶金工业中可用作脱氧剂。 3.碱金属单质物理性质的相似性和递变性 碱金属单质 颜色和状态 密度/( g/cm3 ) 熔点/℃ 沸点/℃ 锂 银白色，柔软 0.534 180.5 1 347 钠 0.97 97.81 882.9 钾 0.86 63.65 774 铷 1.532 38.89 688 铯 略带金色光泽，柔软 1.879 28.40 678.4 结合表中信息可知，碱金属单质物理性质的相似性：除铯外均为银白色，都比较柔软，有延展性,硬度小,密度小,熔点低,沸点低;递变性：随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低。 4.碱金属元素原子结构与化学性质的关系 （1）相似性(R表示碱金属元素，不考虑放射性元素):原子都容易失去最外层的一个电子，碱金属单质化学性质活泼.都能与氧气等非金属单质及水反应，与水反应的通式为：2R + 2H2O===2ROH +H2↑ （2）递变性:a.随者原子序数的递增，碱金属元素原子失电子能力逐渐增强，元素金属性逐渐增强，单质和氧气的反应越来越容易，生成的氧化物越来越复杂，和水反应越来越剧烈。 b.碱金属单质都具有还原性，还原性由弱到强的顺序是Li＜Na＜K＜Rb＜Cs。 c.碱金属单质物理性质的变化规律：随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低。 （3）碱金属的特殊性 ①单质Na、K通常保存在煤油中,Li通常用石蜡密封。 ②碱金属中还原性最强的是Cs,还原性最弱的是Li。 ③碱金属阳离子中氧化性最弱的是Cs+，氧化性最强的是Li+。 ④碱金属元素单质中只有Li与O2反应的产物为一种(Li2O),其他单质与O2反应的产物至少有两种。 ⑤碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的強碱。 二、卤族元素的原子结构与性质 1.卤族元素的原子结构 元素名称及符号 氟（F） 氯（Cl） 溴（Br） 碘（I） 原子序数 9 17 35 53 原子结构示意图 最外层电子数 7 7 7 7 电子层数 2 3 4 5 原子半径 从F→I逐渐增大 由上表分析知，卤族元素原子结构的递变规律：①卤族元素的原子最外层电子数相同，都为7,都易得到一个电子，单质具有较强的氧化性;②随着原子序数的递增，原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大。 2.卤素单质物理性质的相似性和递变性 单质 F2→Cl2→Br2→I2 相似性 都有颜色，熔、沸点较低 不易溶于水，易溶于CCl4等有机溶剂（F2易和水发生反应） 递变性 状态（通常状况下） 气体→气体→液体→固体 颜色 淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色（逐渐加深） 密度 逐渐增大 熔点和沸点 逐渐升高 在水中的溶解度 逐渐减小 3.卤素单质的化学性质 （1）卤素单质与H2的反应 单质 反应条件 化学方程式 氢化物稳定性 F2 暗处 H2 + F2===2HF 很稳定 Cl2 光照或点燃 H2 + Cl2 点燃或光照2HCl 较稳定 Br2 加热 H2 + Br22HBr 不如HCl稳定 I2 不断加热 H2 + I2 2HI 不稳定 由表中信息可知,从F2到I2，卤素单质与H2反应所需要的条件逐渐变苛刻，反应剧烈程度逐渐减弱，生成的气态氢化物稳定性逐渐减弱。 （2）卤素单质间的置换反应 实验名称 实验操作 实验现象 离子方程式及实验结论 氯置换溴 溶液颜色变为黄色，比氯水颜色深 2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 氧化性：Cl2＞Br2 氯置换碘 溶液颜色变为浅棕色，比氯水颜色深 2I-+Cl2===2Cl-+I2 氧化性：Cl2＞I2 溴置换碘 溶液颜色变为浅棕色，比溴水颜色深 2I-+ Br2===2Br-+I2 氧化性：Br2＞I2 ①F是最活泼的非金属元素，F2氧化性很强, F-还原性很弱。F无正价，无含氧酸。 ②F2能与水剧烈反应，不存在F2的水溶液。卤素单质与水反应生成氢卤酸与次卤酸 （F2除外），如 X2 + H2O===HX + HXO（X为 Cl、Br、I），F2与H2O反应的化学方程式为2F2 + 2H2O===O2+4HF。 ③卤素单质间可以发生置换反应，较活泼的卤素单质可以将较不活泼的卤素单质从它们的盐溶液中置换出来，但F2除外。这是因为F2极易与溶液中的H2O反应生成O2。 ④Cl2易液化。 ⑤常温下，Br2是唯一呈液态的非金属单质。液溴有很强的腐蚀性，易挥发，有毒。实验室中保存溴单质时常加水液封以减少挥发，试剂瓶不能用橡胶塞。 ⑥I2为紫黑色固体，受热易升华，淀粉溶液遇碘变蓝色。 ⑦HF是弱酸，而HCl、HBr、HI是强酸，且酸性 HF＜HCI＜HBr＜HI。 ⑧卤素单质与活泼金属（如Na、K等）反应生成相应的金属卤化物，如2Na + X22NaX （X 为 F、CI、Br、I）。 ⑨变价金属（如Fe、Cu）与卤素单质反应生成高价金属卤化物（碘除外，I2的氧化性较弱，I2与Fe反应只能生成低价态的FeI2）。 ⑩氢化物性质：氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即： 稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI；酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI。 物质 颜色 饱和溴水 橙红色 稀溴水 橙黄色 溴溶于苯、四氯化碳等有机溶 红棕色 碘水 黄色到浅棕色 碘的酒精溶液 棕色 碘的四氯化碳溶液 紫色 4.同主族元素原子结构与元素性质的相似性与递变性 同主族元素自上而下原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 1.下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述错误的是(　　) A．碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去 B．碱金属单质都是强还原剂 C．碱金属元素原子的次外层电子数均为8 D．碱金属单质都能与水反应生成碱 2.以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是(　　) ①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③它们的密度依次增大 ④其单质的还原性依次增强 ⑤它们对应离子的氧化性依次增强 ⑥单质与水反应的剧烈程度依次增强 ⑦单质与相同浓度、相同体积的盐酸反应的剧烈程度依次增强 A．①⑤⑦ B．②⑥ C．②③⑤ D．②③④ 3.下列有关碱金属元素的说法正确的是(　　) A．碱金属单质与水反应都能生成碱和氢气 B．碱金属单质具有强还原性，可置换出硫酸铜溶液中的铜单质 C．在自然界中能以游离态存在 D．随核电荷数的增加，碱金属元素单质的熔、沸点都逐渐增大 4.下列有关卤素的说法正确的是(　　) A．卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变淡 B．卤素单质的熔点随相对分子质量的增大而升高 C．卤素是典型的非金属元素，其单质只具有氧化性 D．卤素阴离子的半径比其相应的原子半径小 5.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是(　　) A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示 B．HX的热稳定性随核电荷数增加而增强 C．卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 D．X－的还原性依次为F－＜Cl－＜Br－＜I－，因此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 6.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是最活泼的非金属单质 B．通入单质②能使品红溶液褪色 C．保存少量的单质③时加少量水进行水封 D．单质④的氢化物在卤素氢化物中最稳定 7.下列关于元素金属性、非金属性的说法不正确的是(　　) A．将碳酸钠加入稀硫酸中，能产生CO2气体，说明S的非金属性强于C B．H2SO4的酸性强于HClO，则非金属性：S>Cl C．Si与H2化合所需温度远高于S和H2化合的温度，说明S的非金属性强于Si D．HBr的热稳定性强于HI，则元素Br的非金属性比元素I强 8.下列叙述能说明氯元素非金属性比硫元素强的是(　　) ①HCl的溶解度比H2S大　②HCl的酸性比H2S强　③HCl的稳定性比H2S强　 ④还原性：Cl－<S2－　⑤HClO的酸性比H2SO4弱　⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS　　⑦Cl2能与H2S反应生成S　⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧 A．③④⑤⑦⑧ B．③⑥⑦⑧ C．③④⑥⑦⑧ D．①②③④⑤⑥⑦⑧ 9.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(　　) 选项 事实 推论 A 等物质的量的镁和铝分别和盐酸反应，铝放出的氢气多 金属性：Al>Mg B NaOH的碱性强于Mg(OH)2 金属性：Na>Mg C F2与H2在冷暗处就可以爆炸，Br2和H2则需要高温才能反应 非金属性：F>Br D 稳定性：HBr>H2S 非金属性：Br>S 10.已知砹(85At)位于第六周期第ⅦA族，关于砹(85At)及其化合物说法正确的是(　　) A.稳定性：HAt<HCl B.氧化性：At2>I2 C.还原性：HAt<HCl D.At2是白色无毒晶体 11.碱金属元素是指ⅠA族中除H以外的金属元素，完成下列问题： (1)下列有关比较不正确的是 (填序号)。 ①原子半径： ②单质还原性： ③离子氧化性： ④碱性： (2)铯位于元素周期表第六周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容： ①铯原子核外共有 个电子层，最外层电子数为 。 ②铯单质与水剧烈反应，放出 色气体，生成的溶液可使紫色石蕊溶液显 色。 ③预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 (填“弱”或“强”)。 12.根据下表回答问题。 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1 ① 2 ② ⑤ 3 ③ ⑥ 4 ④ ⑦ (1)表中 (填元素符号)的非金属性最强； (填元素符号)的金属性最强，写出该元素的单质与水反应的离子方程式： 。 (2)表中元素③的原子结构示意图是 。 (3)表中元素⑤、⑦的氢化物的稳定性顺序为 > (填化学式)。 (4)表中元素最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是 (填化学式)。 13.为验证第ⅦA族部分元素非金属性的递变规律，设计如图装置进行实验，请回答： ①仪器A的名称是 ，A中发生反应的离子方程式是 。 ②验证溴与碘的非金属性强弱：通入少量⑨(Cl)的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管内，取下试管，振荡、静置，可观察到 。 ③第ⅦA族元素非金属性随元素核电荷数的增加而逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下 ， 。 14.最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85。根据材料回答下列问题： (1)铷位于元素周期表的第 周期 族。 (2)关于铷的下列说法中不正确的是 (填数字序号)。 ①与水反应比钠更剧烈　 ②Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳　 ③Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2　 ④它是极强的还原剂　 ⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱 (3)现有铷和另一种碱金属形成的合金5 g，与足量水反应时生成标准状况下的气体2.24 L，则另一碱金属可能是 (填元素符号)。 (4)铷久置于空气中，最终变成产物是 。  A．Rb2O B．Rb2O2 C．Rb2CO3 D．RbHCO3 15.科学家对碱金属的认识始终在不断的探索中前进。 (1)1807年，英国化学家戴维在在无氧条件下电解熔融的KOH，最后成功地得到了银白色的金属钾，实验中产生的金属液珠一接触水就剧烈反应，放出 色气体，向溶液中滴入紫色石蕊试液，显 色，因为 (写出化学方程式)。 (2)利用碱金属与水的反应可测定某碱金属的相对原子质量。如下图所示，仪器本身连同水和干燥管以及其内的无水氯化钙的总质量为480.0g。 现将1.4 g某碱金属单质投入水中，立即用带有干燥管的塞子塞紧瓶口，反应完毕后，测得整套仪器的总质量为481.2 g。 ①该金属元素的相对原子质量是 (结果保留两位小数)，该元素可能是 。 ②若不用干燥管，测得的相对原子质量比实际相对原子质量 (填“偏大”“偏小”或“相等”)，理由是 。 (3)最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85。根据材料回答下列问题： Ⅰ.铷位于元素周期表的第 周期 族。 Ⅱ.关于铷的下列说法中正确的是 (填序号，下同)。 ①与水反应比钠更剧烈　 ②Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳　 ③Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2　 ④它是极强的还原剂　 ⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱 1.验证氧化性强弱，设计如下实验(忽略氧气的影响)：氯水呈黄绿色，稀溴水呈黄色，碘水呈棕黄色。 实验① 实验② 实验③ 实验④ 溶液变为浅黄绿色 溶液变为黄色 溶液变为棕黄色 溶液变为蓝色 下列说法不正确的是（ ） A．实验①设计目的为：排除实验②③④中水稀释的影响 B．实验②发生反应为： C．实验③的现象可以证明氧化性： D．实验④能证明氧化性： 2.某兴趣小组用和浓盐酸制取氯气并探究氯、溴、碘的相关性质，设计装置图如下所示，图中分别放置湿润的有色布条、干燥的有色布条(夹持及加热装置已略去)。下列说法错误的是（ ） A．若装置A中消耗，则产生 B．装置B可以平衡气压，若后续装置发生堵塞，则可观察到长颈漏斗内液面上升 C．为验证氯气是否具有漂白性，C中固体为无水 D．通入足量的氯气后，打开E的活塞，将溶液滴入D中，锥形瓶下层液体呈紫红色即证明氧化性 3.2022年，中国科学家利用碘废液制得高纯度的氯化碘(ICl)，进一步优化了卤素在生产生活中的应用，是一种卤素互化物，其化学性质很像卤素单质，也能与水发生反应：。下列关于卤素单质和卤素互化物的性质的说法中，错误的是（ ） A．与溶液反应，生成和 B．ICl与水反应时既不是氧化剂，也不是还原剂 C．，说明氧化性： D．与足量溶液反应生成和，转移电子 4.氯化碘()的化学性质与氯气相似，能与大多数金属反应生成金属氯化物，能与许多非金属单质反应生成相应氯化物，能与水反应等。其与水反应的方程式为。下列关于的叙述中不正确的是（ ） A．是一种有色物质 B．在许多反应中可作氧化剂 C．在与水的反应中，既是氧化剂又是还原剂 D．与溶液反应可生成两种钠盐 5.超氧化钾与性质相似，广泛应用于航天和潜水的供氧剂。 下列说法正确的是（ ） A．实验室金属钾失火，能用灭火器灭火 B．与发生反应： C．除去溶液中少量，应通入足量的 D．用带玻璃塞的试剂瓶保存溶液 6.下列有关碱金属、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，密度依次增大，氧化性依次增强 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 7.已知卤素互化物(例如BrCl)、拟卤素[例如(CN)2]等物质的性质与Cl2单质相似，下列相关反应的方程式不正确的是(　　) A.3BrCl+2Fe===FeCl3+FeBr3 B.BrCl+H2O===HBr+HClO C.(CN)2+H2O===HCN+HCNO D.MnO2+4HCN(浓)Mn(CN)2+(CN)2↑+2H2O 8.下图是氯气的制备以及氯、溴、碘的非金属性比较实验，充分反应一段时间后，打开装置D的活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察实验现象，下列说法正确的是（ ） A．F2不能与NaCl溶液反应置换出氯气 B．装置B中可盛放水吸收氯气中的HCl气体 C．装置E下层呈现紫红色 D．装置E中有机试剂层呈现紫红色，能说明非金属性Br＞I 9.某同学进行如下实验： 实验 操作和现象 Ⅰ 向溴水中滴加少量，振荡，层显橙色 Ⅱ 向碘水中滴加少量，振荡，层显紫色 Ⅲ 向KBr、KI的混合液中加入，然后滴加氯水，振荡后层显紫色；再滴加氯水，振荡后紫色褪去；继续滴加氯水，振荡后层变为橙色 下列分析错误的是（ ） A．Ⅰ和Ⅱ为对照组 B．Ⅰ中层显橙色，说明层含 C．Ⅲ中层显紫色，说明的氧化性强于 D．Ⅲ中层变为橙色，说明水层中不含 10．某实验小组利用点滴板实验来探究卤素单质的氧化性顺序，关于该实验说法正确的是 A．孔穴4中的溶液呈浅黄绿色 B．孔穴2中的溶液反应后与孔穴3颜色最相近 C．孔穴3、4中的溶液仅用作对比 D．仅由上述实验现象无法得出、、的氧化性顺序 11.为研究Cl2的性质，特设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去。其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸。 (1)加入药品前，需要检查 ，E固体的化学式为 ，饱和NaCl溶液的作用是 。 (2)写出装置I中发生反应的离子方程式 。 (3)写出IV中发生反应的离子方程式 。实验过程中，装置IV中的实验现象为 。 (4)装置V中NaOH溶液的作用是 。 (5)实验结束后，该组同学在装置III中观察到b的红色褪去，但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的，你认为在 (选填装置序号)之间还需添加洗气瓶，该装置的作用是 。 12.某研究小组在实验室制备Cl2并进行Cl2、Br2、I2性质的探究。 Ⅰ．制备Cl2并进行性质实验 (1)实验室用MnO2与浓盐酸反应制取Cl2，反应的离子方程式为 。 (2)用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的NaOH稀溶液中，当滴到一定量时，红色突然褪去。 ①产生上述现象的原因可能有两种：a、可能是氯水中的酸和氢氧化钠发生中和反应，将氢氧化钠消耗完所致；b 。 ②设计实验证明红色褪去的原因是a或b： 。 Ⅱ．为探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱，设计实验如下： 【查阅资料】①Cl、Br、I原子最外层电子数都是7个，单质Cl2、Br2、I2的化学性质相似。②稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色。③淀粉溶液遇I2变蓝色。 氧化性强弱探究： 实验1 实验2 取a中的黄色溶液少许，加入KI溶液，再加入淀粉溶液 【分析与解释】 (3)实验1中a试管中反应的离子方程式是 。 (4)①甲同学认为：实验2观察到 现象，得出氧化性Br2>I2； ②乙同学对上述实验进行反思，认为实验2不能充分证明氧化性Br2>I2，他补做了实验3 实验3 另取a中的黄色溶液少许，先加入足量的NaBr固体，充分振荡，然后加入KI溶液和淀粉溶液 补做实验3的目的是 。 13.碘酸钾(KIO3)是重要的食品添加剂。某化学兴趣小组设计下列步骤制取KIO3并进行产品的纯度测定。制取碘酸(HIO3)的实验装置示意图和有关资料如下： HIO3 ①白色固体，能溶于水，难溶于四氯化碳 ②Ka=0.169mol·L-1 KIO3 ①白色固体，能溶于水，难溶于乙醇 ②碱性条件下易发生反应：ClO- +IO=IO+Cl- 回答下列问题： 步骤I  用Cl2氧化I2制取HIO3 (1)装置A中发生反应的化学方程式为 。 (2)装置B中的CCl4可以加快反应速率，原因是 。 (3)反应结束后，获取HIO3溶液的操作中，所需玻璃仪器有烧杯、 和 。 步骤II  用KOH中和HIO3制取KIO3 (4)该中和反应的离子方程式为 。 (5)往中和后的溶液中加入适量 ，经搅拌、静置、过滤等操作，得到白色固体。 (6)为验证产物，取少量上述固体溶于水，滴加适量SO2饱和溶液，摇匀，再加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝。若实验时，所加的SO2饱和溶液过量，则无蓝色出现，原因是 。 14.氯气是一种常用的氧化剂，其制取方法是重要的科研项目。通过下列装置探究MnO2与FeCl3-6H2O能否反应产生Cl2。 已知：在加热条件下，FeCl3-6H2O会产生氯化氢，FeCl3会升华为气体。实验记录： 实验操作 实验现象 点燃酒精灯，加热 i．A中部分固体溶解，上方出现白雾 ii．稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴 iii．B中溶液变蓝 (1)现象i中“白雾”除含有水汽以外还含有 (填化学式)。 (2)由现象iii中“溶液变蓝”，说明B中有 生成。 (3)“黄色气体”中可能含有氧化性物质FeCl3、Cl2，均能氧化I-。确认“黄色气体”中含有FeCl3的实验方案是 。 (4)为验证“黄色气体”中是否有Cl2存在，进行了以下两种改进实验。 实验改进操作 实验现象(结论) 方案l 在A、B间增加盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶C B中溶液变为蓝色 方案2 将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液 B中溶液呈浅橙红色 ①方案l中添加“饱和NaCl溶液”的目的是 。B中发生反应的离子方程式为 。 ②方案2中将KI用NaBr代替，可直接排除FeCl3的干扰。从原子结构解释FeCl3能氧化I-而不能氧化Br-的原因是 。 ③由以上实验可知Br2、I2、Fe3+氧化性由强到弱的顺序是 。 15.为了从海带中制取碘，某学习小组将海带灼烧后，加水溶解配成海带浸取原液(浸取原液中的碘元素主要以I-形式存在)，并设计了如下甲、乙两种实验方案： 已知：①步骤Y中加NaOH时发生反应：3I2＋6NaOH=5NaI＋NaIO3＋3H2O； ②碘单质常温为紫黑色固体，在通常状况下，100g水中约溶解0.02g碘单质。 请回答： (1)灼烧海带应该在 (填仪器名称)中进行。 (2)分液漏斗使用前须先 ；步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是 。 (3)步骤Y中需要控制加入的NaOH溶液的量不宜过多，原因是 。 (4)操作Z的名称是 。 (5)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $