2021学年第一节 原子结构与元素周期表综合训练题

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2022-2023学年高一化学同步学习高效学与练（精准练习）
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第4课时 原子结构与元素的性质
1．（2021·贵州铜仁·高一期末）下列关于碱金属和卤族元素的说法正确的是
A．第IA族都是碱金属元素
B．碱金属单质可以将铜从它的盐溶液中置换出来
C．卤族元素单质只有氧化性
D．从上到下，卤族元素单质颜色逐渐加深
【答案】D
【详解】
A．第IA族元素包括氢、锂、钠、钾、铷、铯、钫等，所以第IA族除氢外，其余的都是碱金属元素，故A错误；
B．碱金属属于活泼金属，与水剧烈反应，生成碱和氢气，生成的碱再与铜的盐溶液反应，生成氢氧化铜蓝色沉淀，不能置换出铜，故B错误；
C．氟元素的非金属性最强，氟气只有氧化性，而氯、溴、碘等元素，非金属性弱于氟，所以氯气、溴、碘既具有氧化性，又具有还原性，比如氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，氯气即做氧化剂又做还原剂，故C错误；
D．氟气为浅黄绿色，氯气为黄绿色、溴为深红棕色，碘为紫黑色，所以从上到下，卤族元素单质颜色逐渐加深，故D正确；
故选D。
2．（2021·陕西蓝田·高一期末）下列关于碱金属元素的单质及其化合物说法不正确的是
A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．在氧气中燃烧生成
C．熔、沸点：
D．碱性：氢氧化铯>氢氧化钠
【答案】B
【详解】
A．锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，故A正确；
B．锂没有过氧化物，只有氧化锂(Li2O)，故B错误；
C．碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即熔、沸点Li> Na>K，故C正确；
D．从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强，即碱性： CsOH>NaOH，故D正确；
故答案为B。
3．砹(At)是原子序数最大的卤族元素，对砹及其化合物的叙述，不正确的是
A．与H2化合的能力：At2Na
B．二者单质加热条件下都能与氧气反应生成过氧化物
C．二者单质与水反应时都浮在水面上，并且钠比锂反应剧烈
D．氢氧化物碱性：LiOH>NaOH
【答案】C
【详解】
A．锂和钠元素同一主族，锂的电子层数较少，半径较小，A错误；
B．锂加热条件下与氧气反应生成氧化锂，钠加热条件下与氧气反应生成过氧化钠，B错误；
C．锂和钠的密度都比水小，与水反应时都浮在水面上，钠比锂更活泼，反应更剧烈，C正确；
D．钠的金属性比锂更强，氢氧化物碱性更强： NaOH > LiOH，D错误；
故选C。
7．（2021·贵州遵义·高一期末）铯元素原子序数是55，关于铯元素叙述不正确的是
A．铯位于第六周期第ⅠA族
B．铯单质加热时易与氧气反应生成氧化铯
C．铯元素原子结构电子排布中，倒数第二层有8个电子
D．铯的最高价氧化物对应水化物碱性比NaOH强
【答案】B
【详解】
A．根据信息可知，Cs的原子序数为55，位于第六周期第ⅠA族，A正确；
B．铯位于周期表的第六周期第IA，是最活泼的金属元素，在氧气中燃烧的产物不是氧化铯，而是复杂的氧化物，故B错误；
C．Cs的原子序数为55，铯元素原子结构电子排布中，倒数第二层有8个电子，故C正确；
D．铯与钠同主族，铯比钠的金属性强，铯的最高价氧化物对应水化物碱性比NaOH强，故D正确；
故选B。
8．下列说法不符合递变规律的是
A．F2、Cl2、Br2、I2和H2反应剧烈程度递减 B．HF、HCl、HBr、HI热稳定性递减
C．F2、Cl2、Br2、I2的氧化性递增 D．F-、Cl-、Br-、I-失去电子能力递增
【答案】C
【详解】
A．从F到I，非金属性减弱，则F2、Cl2、Br2、I2和H2反应剧烈程度递减，A正确；
B．从F到I，非金属性减弱，则HF、HCl、HBr、HI热稳定性递减，B正确；
C．从F到I，非金属性减弱，则F2、Cl2、Br2、I2的氧化性减弱，C错误；
D．从F到I，非金属性减弱，则F2、Cl2、Br2、I2的得电子能力减弱，F-、Cl-、Br-、I-失去电子能力递增，D正确；
选C。
9．（2021·福建·泉州现代中学高一期中）已知溴的原子结构示意图如图，则下列对溴的结构及性质的说法不正确的是

A．溴元素的原子序数是35
B．溴元素在周期表的位置是第4周期，第ⅦA族
C．溴的最高价为+7价
D．溴的气态氢化物比HCl稳定
【答案】D
【详解】
A．根据图示，溴原子核外有35个电子，所以溴元素的原子序数是35，故A正确；
B．溴原子有4个电子层、最外层有7个电子，所以溴元素在周期表的位置是第4周期ⅦA族，故B正确；
C．溴原子最外层有7个电子，溴的最高价为+7价，故C正确；
D．同主族元素从上到下非金属性减弱，对应气态氢化物的稳定性依次降低，即HCl比HBr稳定，故D错误；
选D。
10．（2021·辽宁·清原满族自治县第二高级中学高一期中）借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是
A．已知Ca是第四周期ⅡA族的元素，故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱
B．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，故Cl的原子半径比F的原子半径大
C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈
D．已知As是第四周期ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强
【答案】B
【详解】
A．同主族元素，从上到下元素的金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物的碱性增强，则氢氧化钙的碱性比氢氧化镁强，故A正确；
B．同主族元素，从上到下元素的核电荷数依次增大，原子半径依次增大，则氯原子的原子半径大于氟原子，故B正确；
C．同主族元素，从上到下元素的金属性依次增强，金属单质与水反应的剧烈程度增大，则铯与水反应的剧烈程度大于钠，故C错误；
D．同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，氢化物的稳定性依次减弱，则砷化氢的稳定性弱于氨气，故D错误；
故选B。
11．（2021·北京·中国农业大学附属中学高一期中）下列关于F、Cl、Br、I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．单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C．它们的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
【答案】C
【详解】
A． F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5，随核电荷数的增加而增多，故A正确；
B． F、Cl、Br、I原子半径增大，原子核对电子的引力逐渐减小，单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱，故B正确；
C．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I， F、Cl、Br、I原子半径增大，与氢原子的作用力逐渐减小，它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱，故C错误；
D． 单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，单质的颜色随核电荷数的增加而加深，故D正确；
故选C。
12．（2020·河北·石家庄市第二十二中学高一月考）下列有关碱金属的说法正确的有
①碱金属形成的各种氧化物都是碱性氧化物；②钾、钠的各种化合物绝大多数易溶于水；③钾钠合金通常情况下是固体；④碱金属的盐有焰色反应，而其他盐没有；⑤随着电子层数增多，碱金属的原子半径逐渐增大；⑥碱金属具有强还原性，它们的离子有强氧化性；⑦碱金属单质的熔沸点随着核电荷数的增大而升高；⑧碱金属元素在自然界中都是以化合态存在的；⑨随着核电荷数的增多，金属性增强；⑩随着核电荷数的增多，其单质越易被氧化；⑪随着核电荷数的增多，与水反应越难
A．4个 B．5个 C．6个 D．7个
【答案】C
【详解】
①碱金属形成的各种氧化物如Na2O2，与水反应生成NaOH还有氧气，不属于碱性氧化物，故错误；
②钾、钠盐易溶于水，其氧化物难溶于水，故错误；
③钾钠合金通常情况下是固体，故正确；
④焰色反应是金属单质或含金属元素的物质燃烧时的物理现象，除了碱金属的盐有焰色反应，其他金属盐也有，故错误；
⑤随着电子层数增多，碱金属的原子半径逐渐增大，故正确；
⑥碱金属最外层只有一个电子，具有强还原性，它们的离子处于高价，有氧化性，故正确；
⑦碱金属熔点随原子序数增加熔点降低，故错误；
⑧碱金属元素较活泼，在自然界中都是以化合态存在，故正确；
⑨随着核电荷数的增多，即同主族从上到下，元素的金属性增强，故正确；
⑩随着核电荷数的增多，元素的金属性增强，其单质越易被氧化，故正确；
⑪随着核电荷数的增多，元素的金属性增强，活泼性也越强，与水反应越容易，故错误；
正确的有6个，故选：C。
13．（2020·上海市徐汇中学高一期中）下列不属于氟、氯、溴、碘的共性的是(氟、氯、溴、碘用X表示)
A．单质都是双原子分子X2 B．都能形成X-
C．和氢元素都能形成气态氢化物HX D．单质和水反应都生成HXO和HX
【答案】D
【详解】
A．卤素单质都是双原子分子X2，选项A不符合；
B．都能得到1个电子形成X-离子，选项B不符合；
C．其单质和氢元素都能形成气态氢化物HX，选项C不符合；
D．氟单质和水反应生成HF和氧气，氯、溴、碘单质和水反应都生成HXO和HX，选项D符合；
答案选D。
14．（2021·湖北·黄石市有色第一中学高一期末）我国政府为了消除碘缺乏病，规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾，检验食盐中是否加碘，可利用如下反应：KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O
(1)用双线桥标出电子的转移方向和数目___________。
(2)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(3)如果反应中转移0.5mol电子，则生成I2的物质的量为___________；
(4)若要检查是否有碘生成，所用的试剂可以是___________(填序号)。
①水②酒精③淀粉溶液④氯化钠溶液。
【答案】 1:5 0.3mol ③
【详解】
(1)氧化还原反应KIO3+5KI+3H2SO4═3K2SO4+3I2+3H2O中，电子转移情况如下：答案为：；
(2)KIO3为氧化剂，KI为还原剂，由方程式可以知道氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5，故答案为：1:5 ；
(3)在上述反应中，转移5mol电子生成碘单质的量是3mol，所以如果反应中转移0.5 mol电子，则生成 I2的物质的量为0.3 mol，答案为：0.3 mol
(4)碘遇淀粉会变蓝色，常用淀粉溶液检验碘单质，故答案为：③；
15．已知溴原子的原子结构示意图为
(1)溴元素在元素周期表中位置是___________。
(2)溴元素的最低化合价为___________，溴元素的最高价氧化物的水化物的化学式为___________。
(3)溴元素的非金属性比氯元素的非金属性___________(选填“强”或“弱”)。
(4)向溶液中滴加少量溴水，反应的离子方程式为___________。继续加入少量苯，充分振荡，静置后观察到实验现象为___________。
【答案】第4周期第族 -1 高溴酸 弱 溶液从无色变为紫色，并且分层，上层为紫色，下层无色
【详解】
(1)根据溴原子的结构示意图，结合核内质子数=核外电子数，则，主族元素周期数=电子层数，主族族序数=最外层电子数，根据其原子结构示意图知，该元素位于第4周期第族。故答案为：第4周期第族；
(2)最外层电子数=最高化合价数=+7，最低化合价=最高化合价数，最高价为+7价，最高价氧化物的水化物为 ，名称为高溴酸。故答案为：+7；；
(3)同主族，原子序数大的非金属性弱，则溴元素的非金属性比氯元素的非金属性弱。故答案为：弱；
(4)向溶液中滴加少量溴水，溴能置换出碘，反应的离子方程式为：，在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度，所以发生萃取，苯的密度小于水，其现象是：溶液从无色变为紫色，并且分层，上层为紫色，下层无色。故答案为：；溶液从无色变为紫色，并且分层，上层为紫色，下层无色；
16．（2021·内蒙古·科尔沁左翼后旗甘旗卡第二高级中学高一期中）已知铷(Rb)是37号元素，其相对原子质量是85，与钠同主族，回答下列问题：
(1)铷位于第_______周期，其原子半径比钠元素的原子半径_______(填“大”或“小”)。
(2)铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：_______。实验表明，铷与水反应比钠与水反应_______(填“剧烈”或“缓慢”)，反应的离子方程式为_______ 。
【答案】五 大 2Rb+Cl2=2RbCl 剧烈 2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+H2↑
【详解】
(1)铷是37号元素，核外电子排布为2、8、18、8、1，位于第五周期IA族，铷与钠是同主族元素，原子半径从上到下递增，故铷的半径大于钠，故答案为：五；大；
(2)铷与氯气反应与钠与氯气反应相似，生成对应的氯化物，反应方程式为：2Rb+Cl2=2RbCl，同主族元素从上到下金属性增强，其对应的单质与水反应的剧烈程度增强，故铷与水反应要比钠与水反应剧烈，反应的离子方程式为：2Rb+Cl2=2RbCl；2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+H2↑，故答案为：剧烈；2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+H2↑；
17．（2021·广西·贵港市覃塘区覃塘高级中学高一月考）为验证ⅦA族部分元素非金属性的递变规律，设计了如图所示装置进行实验，请回答：

(1)实验室制取X单质的化学反应方程式___________。
(2)A中发生反应的离子方程式是___________。
(3)棉花中浸有的NaOH溶液的作用是(用离子方程式表示)___________。
(4)为验证溴与碘非金属性强弱：通入一定量X的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管内，取下试管，充分振荡、静置，可观察到___________。
(5)通过此实验，某同学得到结论：“溴比碘非金属性强”，这一说法是否正确_______，请说明理由___________
【答案】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2Br-+Cl2=Br2+2Cl- Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 溶液分层，上层几乎无色，下层呈紫红色 否 不能确定氯气是否过量
【详解】
(1)为验证ⅦA族部分元素非金属性的递变规律，单质X应为Cl2，实验室常用二氧化锰与浓盐酸加热制取Cl2，反应的化学反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；
(2)由图可知，分液漏斗A中发生氯气与NaBr的氧化还原反应，反应的离子方程式是2Br-+Cl2=Br2+2Cl-；
(3)棉花中浸有的NaOH溶液可以吸收氯气，防止氯气扩散到空气中，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
(4)溴单质与KI反应生成碘单质，碘易溶于四氯化碳，取下试管，充分振荡、静置，可观察到溶液分层，上层几乎无色，下层呈紫红色；
(5)该现象不能说明溴比碘非金属性强，氯气和溴单质的氧化性都比碘单质强，过量的氯气也可以氧化I-生成碘单质，不能确定氯气是否过量。
18．（2020·山西·怀仁市大地学校高中部高一月考）(1)卤素氢化物中最不稳定的是___________(写化学式，放射性元素除外，下同)。碱金属中最高价氧化物对应水化物碱性最强的是___________，
(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___________(填序号)。
A．碱金属 B．卤素
(3)下列反应中，更剧烈的是___________(填序号)。
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___________(填序号)。
A．溴化钠溶液 B．碘化钾溶液
【答案】HI CsOH B B B
【分析】
根据元素周期律及萃取原理分析解答。
【详解】
(1)卤素中碘元素的非金属性最弱，氢化物最不稳定的是HI，碱金属中金属性最强的为Cs，则其最高价氧化物对应水化物为CsOH，故答案为：HI；CsOH；
(2)卤素单质都是分子晶体，氟气的相对分子量最小，而碘单质的相对分子量最大，所以卤素单质的熔、沸点随原子序数递增而升高，故答案为：B；
(3)金属性越强与水反应越剧烈，金属性钾>钠，所以钾与水反应剧烈，故答案为：B；
(4)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，故答案为：B。
19．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】③ 6 1 无 蓝 强
【详解】
(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：，故碱性：，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，，生成，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。
20．（2021·江西省吉水县第二中学高一期中）元素周期表中第VIIA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)第VIIA族原子半径最小的元素的原子结构示意图为_______。
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是_______(填序号)。
a.Cl2、Br2、I2的沸点 b.Cl2、Br2、I2的氧化性
c.HCl、HBr、HI的稳定性 d.HCl、HBr、HI的酸性
(3)工业上，通过如下转化可制得KClO3晶体：
NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体
①完成I中反应的总化学方程式：_______；
②II中转化的基本反应类型是_______，该反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出的主要原因是_______。
(4)一定条件，在水溶液中1molCl-、(x=1，2，3，4)的能量(kJ·mol-1)相对大小如图所示。

①上图中最不稳定的离子对应的酸是_______(填写名称)。
②B→A＋C反应的能量变化为_______kJ·mol-1。
【答案】 bc NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑ 复分解反应 KClO3在该条件下的溶解度较其他晶体小 亚氯酸 -117
【详解】
(1)第VIIA族原子半径最小的元素是F，其原子结构示意图为；故答案为；
(2) 卤族元素最外层电子数相等，但随着原子序数增大，原子半径增大，原子核对最外层电子吸引力减小，其非金属性减弱，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强、其最高价氧化物的水化物酸性越强、其单质的氧化性越强，与物质的溶沸点、氢化物水溶液的酸性无关，故选bc，
故答案为bc；
(3) ①根据氧化还原反应得失电子数相等可推断出，I中反应的总化学方程式为NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑；故答案为NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑；
②NaClO3转化为KClO3，说明该反应中两种物质相互交换离子生成盐，为复分解反应，相同温度下，溶解度小的物质先析出，室温下KClO3在水中的溶解度肯定小于其它晶体，所以先析出KClO3；
故答案为：复分解反应；室温下KClO3在水中的溶解度明显小于其它晶体；
(4) ①根据图象知，C中氯元素化合价为+5价，能量最高，能量越高越不稳定，故图中最不稳定的离子对应的酸是亚氯酸；故答案为：亚氯酸；
②B→A+C，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO-=ClO3-+2Cl-，由图可得能量变化为：，故答案为-117。