高中第一节 原子结构与元素周期表优秀精练
展开第三课时 原子结构与元素的性质—碱金属
基础达标
1.具有下列结构的原子一定属于碱金属元素的是( )
A.最外层只有一个电子
B.最外层电子数为次外层电子数的一半
C.M层电子数为K层电子数的eq \f(1,2)
D.最外层电子数是电子层数的3倍
【答案】C
【解析】原子的最外层只有一个电子的元素,除碱金属元素以外,还可能是H元素,也可能是Cr、Cu等少数过渡元素,A项错误;原子的最外层电子数为次外层电子数的一半,可以是Li、Si元素,B项错误;原子的M层电子数为K层电子数的eq \f(1,2),只能是Na元素,C项正确;原子的最外层电子数是电子层数的3倍,只能是O元素,D项错误。
2.某课外小组同学通过实验发现钾和钠的化学性质相似。下列解释最合理的是( )
A.都属于金属元素
B.原子的最外层电子数相同
C.元素的最高正化合价相同
D.原子半径相差不大
【答案】B
【解析】决定元素化学性质的主要因素是最外层电子数,钠和钾都位于元素周期表IA族,最外层电子数相同,所以化学性质相似,故选B。
3.下列关于碱金属元素的说法中,不正确的是( )
A.原子核外最外层电子数都是1
B.单质与水反应的剧烈程度:K>Na
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:LiOH <KOH
D.碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物
【答案】D
【解析】A.碱金属元素位于ⅠA族,原子核外最外层电子数都是1,故A正确;B.同主族元素从上到下,金属性增强,单质与水反应的剧烈程度:K>Na,故B正确;C.同主族元素从上到下,金属性增强,最高价氧化物对应水化物的碱性:LiOH <KOH,故C正确;D.金属Li在氧气中燃烧生成Li2O,故D错误;选D。
4.下列说法中正确的是( )
A.碱金属单质的化学性质活泼,易从盐溶液中置换其他金属
B.碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C.随核电荷数增加,碱金属单质熔、沸点降低
D.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越弱
【答案】C
【解析】 K、Na等过于活泼的碱金属先和水反应,生成强碱,而不是与盐发生置换反应,故A错误;金属Li在空气中燃烧生成氧化锂,金属钾在空气中燃烧生成超氧化钾,金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠,故B错误;随着核电荷数增加,碱金属元素原子半径越来越大,与自由电子的作用力越来越弱,所以碱金属单质熔、沸点逐渐降低,故C正确;碱金属的原子半径越大,原子核对最外层电子的吸引能力越弱,则越易失电子,其还原性越强,故D错误。
5.下列关于碱金属元素的单质及其化合物的说法不正确的是( )
A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B.Li在氧气中生成LiO2
C.熔、沸点:Li>Na>K
D.碱性:氢氧化铯>氢氧化钠
【答案】B
【解析】锂的活动性比钠弱,与水反应不如钠剧烈,故A正确;锂没有过氧化物,故B错误;碱金属元素从Li到Cs ,熔、沸点逐渐降低,故C正确;从Li到Cs ,元素的金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强,即碱性:CsOH>NaOH ,故D正确。
6.金属活动性顺序表中K在Na的前面,K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测,其中不正确的是( )
A.K可以被空气中的O2氧化
B.K可以与乙醇发生反应生成H2
C.K与水的反应不如Na与水的反应剧烈
D.K也可放在煤油中保存
【答案】C
【解析】金属活动性顺序表中K在Na的前面,K比Na活泼,故K在空气中可以被O2氧化,A正确;Na与乙醇反应放出H2,K也能与乙醇反应放出H2,B正确;K与水的反应比Na与水的反应剧烈,C错误;Na、K均可放在煤油中保存,D正确。
7.第Ⅰ族金属元素习惯上又称为碱金属元素,下列关于碱金属元素某些性质的排列中,正确的是( )
A.原子半径:
B.单质的密度:
C.单质的熔、沸点:
D.单质的还原性:
【答案】A
【解析】A.、、、、是同主族元素,且原子序数依次增大,原子半径:,A正确;B.碱金属元素单质的密度从上到下呈递增趋势,但的密度大于,B错误;C.碱金属元素单质的熔、沸点从上到下逐渐降低,即熔、沸点:,C错误;D.同主族元素从上到下,单质的还原性依次增强,即还原性:,D错误;故答案为:A。
8.下列说法不正确的是( )
A.碱金属元素在自然界中以化合态形式存在
B.金属铷投入水中会发生爆炸式反应,生成氢氧化物和氢气
C.碱金属与氧气反应,生成物都不随反应条件或反应物的用量变化而变化
D.金属铯的密度大于钠,而钠的熔点高于铯
【答案】C
【解析】A.碱金属元素在自然界中均以化合态形式存在,A正确;B.金属铷的金属性很强,因此金属铷投入水中会发生爆炸式反应,生成氢氧化物和氢气,B正确;C.除锂之外的碱金属与氧气反应,生成物都随反应条件的变化而变化,C错误;D.碱金属从锂到铯,密度呈增大趋势,熔沸点依次降低,故金属铯的密度大于钠,而钠的熔点高于铯,D正确;故答案为:C。
9.下列关于铷的叙述中,不正确的是( )
A.原子半径比钾的大,与水反应比钾更剧烈
B.铷的最高价氧化物的水化物是强碱,碱性比NaOH强
C.与水能剧烈反应并释放出
D.Rb的活泼性非常强,与氧气反应只能生成更复杂的氧化物而不能生成
【答案】D
【解析】 A项,铷的金属性比钾的强,因此与水反应比钾更剧烈,所以正确;B项,Rb的金属性比钠的强,因此RbOH的 碱性比NaOH的强,所以正确;C项,由过氧化钠与水反应生成氧气可知,也能与水剧烈反应并释放出,所以正确; D项,Rb燃烧时生成更复杂的氧化物,但在常温下与氧气反应 也能生成,所以错误。
10.碱金属钫(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质,其中不正确的是( )
A.在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B.钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物
C.它的氢氧化物化学式为FrOH,这是一种极强的碱
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
【答案】B
【解析】根据同主族元素性质的递变规律,从金属锂到金属钫随原子序数的递增,原子半径逐渐增大,元素的金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强,与水反应的剧烈程度逐渐增强,与氧气反应的产物越来越复杂,可以产生过氧化物、超氧化物等。
能力提升
11.短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,核电荷数之和为36;X、Z原子的最外层电子数之和等于Y原子的次外层电子数;R原子的质子数是Y原子质子数的两倍。下列有关这四种元素的相关叙述正确的是( )
A.X的三种核素中均含有质子和中子
B.X与R组成的化合物溶于水呈碱性
C.R的离子结构示意图为
D.Y与Z可形成两种氧化物
【答案】D
【解析】短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,核电荷数之和为36;X、Z原子的最外层电子数之和等于Y原子的次外层电子数;R原子的质子数是Y原子质子数的两倍,由原子序数关系可知X、Z原子的最外层电子数之和应为2,Y的次外层电子数为2,则X为H元素,Z为Na元素,Y为O元素,R为S元素。
12.可能存在的第119号未知元素,有人称为“类钫”,它位于碱金属族,根据元素周期表结构及元素性质变化趋势,下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断,错误的是( )
①锂与水反应比钠剧烈 ②金属单质都可以密封保存在煤油中 ③锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳 ④锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同 ⑤“类钫”单质是强还原剂 ⑥“类钫”在化合物中显+1价 ⑦推测“类钫”单质的密度应该大于 ⑧“类钫”单质有较高的熔点
A.①②④⑧ B.①②③⑦
C.③④⑤⑧ D.①③④⑥
【答案】A
【解析】①金属性:,元素的金属性越强,对应的单质与水反应越剧烈,则钠与水反应比锂与水反应剧烈,①错误;②锂的密度小于煤油的密度,若用煤油保存锂,则达不到隔绝空气和水的目的,②错误;③锂的氧化物()是碱性氧化物,在空气中易吸收二氧化碳,生成碳酸锂,③正确;④原子失去最外层电子后,次外层变成最外层,故锂离子最外层有2个电子,钠离子最外层有8个电子,二者数目不等,④错误;⑤“类钫”属于碱金属,碱金属单质都具有强还原性,可作强还原剂,⑤正确;⑥碱金属元素原子最外层都只有1个电子,在反应中容易失去这个电子显+1价,⑥正确;⑦碱金属单质的密度从上到下逐渐增大(K反常),推测“类钫”单质的密度应该大于钫的,密度大于,⑦正确;⑧碱金属单质的熔点较低且从上到下熔点逐渐降低,所以“类钫”单质的熔点很低,⑧错误。故选A。
13.向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 ml·L-1盐酸、100 mL 0.01 ml·L-1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 ml Na。下列有关说法正确的是( )
A.三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中的反应最剧烈
C.三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同
【答案】D
【解析】钠与盐酸反应时钠先与H+反应,离子方程式表示为2Na+2H+===2Na++H2↑,A错误;三个烧杯中,Y烧杯中的氢离子浓度最大,反应最剧烈,B错误;100 mL水、100 mL 0.1 ml·L-1盐酸、100 mL 0.01 ml·L-1的NaOH,X、Y、Z三个烧杯各投入0.05 ml钠,反应后的溶液中溶质及其物质的量分别为:X中0.05 ml NaOH、Y中:0.01 ml·L-1 NaCl和0.04 ml NaOH、Z中0.051 ml NaOH,溶质的物质的量浓度不相同,C错误;因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应,故生成H2的量相同,D正确。
14.甲元素的原子序数是19,乙元素原子核外有2个电子层,最外层上有6个电子;丙是元素周期表第ⅠA族中金属性最弱的碱金属元素。由此推断:
(1)甲元素在元素周期表中的位置是________。
(2)甲的单质与水反应的离子方程式为_________________________________________;
乙单质与丙单质反应的化学方程式为_________________________________________。
(3)甲元素和丙元素的最高价氧化物对应水化物的碱性较强的是________(填化学式)。
【答案】(1)第四周期第ⅠA族
(2)2K+2H2O===2K++2OH-+H2↑
4Li+O2eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))2Li2O
(3)KOH
【解析】甲元素的原子序数是19,则甲是K元素;乙元素原子核外有2个电子层,最外层上有6个电子,因此乙的原子序数是8,即乙是O元素;丙是元素周期表第ⅠA族中金属性最弱的碱金属元素,则丙是Li元素。(1)钾元素在元素周期表中的位置是第四周期第ⅠA族。(2)甲的单质与水反应的离子方程式为2K+2H2O===2K++2OH-+H2↑;乙单质与丙单质反应的化学方程式为4Li+O2eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))2Li2O。(3)金属性:K>Li,元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则最高价氧化物对应水化物的碱性较强的是KOH。
直击高考
15.下列预测某些碱金属元素及其化合物的性质的结论错误的是( )
【答案】D
【解析】碱金属都是活泼的金属元素,在自然界中均以化合态存在,故A正确;从上到下,碱金属元素的金属性逐渐增强,失去电子的能力逐渐增强,因为钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更剧烈,甚至能燃烧,所以铷单质和铯单质比钾单质更容易与氧气反应,遇到空气就会立即燃烧,故B正确;从上到下,碱金属元素的金属性逐渐增强,因为钾单质与水反应比钠单质更剧烈,甚至爆炸,所以铷和铯比钾更容易与水反应,遇水立即燃烧,甚至爆炸,故C正确;从上到下,碱金属元素的金属性逐渐增强,与氧气反应的产物更加复杂,锂单质与氧气反应只能生成Li2O,不能生成Li2O2,故D错误。
16.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1500万年不差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试液,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”)。
【答案】(1)第六周期第ⅠA族
(2)无 蓝 2Cs+2H2O===2CsOH+H2↑
(3)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,能使紫色石蕊试液变蓝色选项
已知某些碱金属元素及其单质的性质
预测某些碱金属元素及其单质的性质
A
锂、钠、钾三种元素在自然界中都以化合态存在
铷元素和铯元素在自然界中都以化合态存在
B
钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更剧烈,甚至能燃烧
铷单质和铯单质比钾单质更容易与氧气反应,遇到空气就会立即燃烧
C
钾单质与水反应比钠单质更剧烈,甚至爆炸
铷和铯比钾更容易与水反应,遇水立即燃烧,甚至爆炸
D
锂元素和钠元素在化合物中的化合价都是+1价,钠单质与氧气反应生成的氧化物有Na2O和Na2O2
锂单质与氧气反应生成的氧化物有Li2O和Li2O2
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