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4.1.2 原子结构与元素的性质
知识点一 碱金属
【例1-1】（2020·全国高一课时练习）下列对碱金属的叙述正确的是( )
①K通常保存在煤油中以隔绝与空气的接触
②碱金属常温下呈固态，取用时可直接用手拿
③碱金属中还原性最弱的是锂
④碱金属阳离子中氧化性最强的是
⑤碱金属的原子半径随核电荷数的增大而增大
⑥从 到 ，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越低
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥ C．①②③④ D．①②③⑤【答案】A
【解析】①钾会和空气中的水蒸气、氧气等发生反应，金属钾密度比煤油大，所以钾通常保存在煤油中以
隔绝与空气的接触，正确；
②碱金属的活泼性较强，会和皮肤中的水反应生成碱，具有强腐蚀性，故取用时不能直接用手拿，错误；
③依据同主族元素性质递变规律，碱金属中还原性最弱的是锂，正确；
④元素金属性越弱，对应阳离子的氧化性越强，所以碱金属阳离子中氧化性最强的是 ，正确；
⑤同主族元素原子的最外层电子数相同，电子层数逐渐增多，随着核电荷数的增大，碱金属的原子半径逐
渐增大，正确；
⑥从 到 ，碱金属的熔、沸点逐渐降低，密度呈增大趋势，钾反常，错误；
综上所述，A项正确；答案选A。
【例1-2】（2020·全国高一课时练习）2019年诺贝尔化学奖颁给几位在锂离子电池研发领域作出突出贡献
的科学家。已知锂单质的化学性质与钠类似，但活泼性比钠略差，其密度为 ，锂元素的焰
色反应呈紫红色。将绿豆大的锂投入水中，下列实验现象合理的有（ ）
①锂沉入水中 ②锂浮在水面上 ③水中没有气泡产生 ④在反应后的溶液中加入几滴石蕊试液，
溶液变红色 ⑤反应剧烈，发出紫红色火焰 ⑥锂四处游动
A．②⑥ B．①③ C．②③⑤ D．②④⑤⑥
【答案】A
【解析】由题述信息可知，将绿豆大的锂投入水中时，锂会浮在水面上，与水反应生成LiOH和氢气，溶
液呈碱性，产生的氢气使锂四处游动，向反应后的溶液中加入石蕊试液时溶液会变蓝色；紫红色为锂元素
的焰色反应的颜色，锂与水反应不会产生紫红色火焰。
综上所述，②⑥正确。答案选A。
【一隅三反】
1．（2020·全国高一课时练习）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加
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加
A．① ⑤ ⑦ B．② ⑥ C．② ③ ⑤ D．② ③ ④【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加，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加，故⑦正确；综上所述，不正
确的是②③⑤ ，故答案为：C。
2．（2020·河北涿鹿中学高一月考）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
【答案】D
【解析】①碱金属从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物碱性越强，因此氢氧化物中碱性最强
的是CsOH，故①正确；②从上到下，金属的熔点逐渐降低，因此单质熔点最高的是Li，故②错误；③碱
金属是是热和电的良导体，故③正确；④碱金属密度具有增大趋势，但钠的密度大于钾的密度，铷、铯密
度比水大，故④错误；⑤从上到下金属性增强，它们的还原性依次增强，故⑤正确；⑥从上到下金属性增
强，还原性增强，它们对应阳离子的氧化性依次减弱，故⑥错误；因此①③⑤正确，故D正确。
答案为D。
3．（2020·自贡市田家炳中学高一期中）关于碱金属的叙述正确的是
A．随核电荷数的增加，碱金属单质与水反应的剧烈程度增大
B．随核电荷数的增加，碱金属单质熔、沸点升高
C．随核电荷数的减小，碱金属原子的还原性增强
D．随核电荷数的减小，碱金属单质的密度增大
【答案】A
【解析】A、碱金属元素随着原子序数的增加，金属性逐渐增强，单质的活泼性逐渐增强，所以钾与氧气
或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈，故A正确；
B、碱金属的溶沸点随着原子序数的递增逐渐减小，故B错误；
C、碱金属元素随着原子序数的减小，金属性逐渐减弱，单质的还原性逐渐减弱，故C错误；
D、碱金属的密度随着原子序数的减小逐渐减小，但是Na、K反常，故D错误；
故选A。4．（2020·全国高一课时练习）下列关于碱金属元素的说法正确的是（ ）
A．碱金属元素中，锂原子失去电子的能力最强
B．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来
C．金属钾具有强还原性， 具有强氧化性
D．常温下Cs与水反应会发生爆炸
【答案】D
【解析】A．从Li到Cs，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，
故锂原子失去电子的能力最弱，故A错误；
B．碱金属单质都易与 反应，故碱金属单质与盐溶液反应时，总是先与 反应，故B错误；
C．还原性强的物质，其氧化产物的氧化性一定弱，故金属钾具有强还原性，因此 具有弱氧化性，故C
错误；
D．Cs的金属性强，与 反应非常剧烈，常会发生爆炸，故D正确。
综上所述，答案为D。
5．（2019·全国高一课时练习）2019年诺贝尔化学奖颁给几位在锂离子电池研发领域做出贡献的科学家，
锂单质化学性质与钠类似，活泼性比钠略弱。它的密度为0.534g/cm3，锂元素的焰色为紫红色，将绿豆大
的锂投入水中，下列实验现象合理的有( )
①锂沉入水中
②锂浮在水面上
③水中有大量气泡
④反应后在水中加入几滴石蕊试液，溶液变红
⑤反应剧烈，发出紫红色火焰
⑥锂四处游动
A．②③ B．①③ C．②③⑤ D．②④⑤⑥
【答案】A
【解析】锂的密度比水小，因此锂浮在水上，故①错误；②正确；锂和水反应生成LiOH和H，溶液中能
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产生大量气泡，故③正确；生成的LiOH使紫色石蕊试液变蓝，故④错误；锂和水反应相对平缓，放出的
热量并不能使锂融化，且生成的H 并不能推动锂四处游动，故⑤⑥错误；答案选A。
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知识点二 卤素【例2-1】（2020·全国高一课时练习）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．气态氢化物的稳定性逐渐增强 D ．单质与氢气化合的能力逐渐增强
【答案】B【解析】A．卤素从上到下对应的单质的状态：气→气→液→固，故卤素单质的熔点逐渐升高，A错误；
B．卤素单质从上到下，氧化性逐渐减弱，卤素离子还原性逐渐增强，B正确；
C．卤素原子从上到下，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，C错误；
D．卤素单质从上到下，与氢气反应的条件越来越高，故与氢气化合的能力逐渐减弱，D错误；
故答案为：B。
【例2-2】．（2020·全国高一课时练习）下列说法正确的是（ ）
A．还原性：
B．热稳定性：
C．向少量KI溶液中滴入足量溴水，振荡后再加入 ，则静置后有机层呈橙红色
D．密度：
【答案】D
【解析】A．非金属性： ，元素的非金属性越强，气态氢化物的还原性越弱，选项A错误；
B．非金属性： ，元素的非金属性越强，对应的气态氢化物越稳定，选项B错误；
C．向少量KI溶液中滴入足量溴水，发生反应 ， 被置换出来，有机层呈紫红色，
选项C错误；
D．卤素单质从上到下密度逐渐增大， ，选项D正确。
答案选D。
【一隅三反】
1．（2020·全国高一课时练习）氯、溴、碘单质的化学性质相似，原因是
A．均为有色单质 B．均为双原子分子
C．原子最外层电子数均为7 D．均可从海洋中提取
【答案】C
【解析】氯、溴、碘均处于第ⅦA族，最外层都有7个电子，在化学反应中容易得到1个电子达到8电子
稳定结构，所以它们的单质的化学性质相似，故选C。
2．（2020·呼和浩特开来中学高一期末）在含有NaBr和NaI的溶液中通入足量的 ，然后把溶液蒸干并
将剩余残渣灼烧，最后留下的物质是A．NaCl和NaBr的混合物 B．NaCl和
C．NaCl D．NaCl、 和
【答案】C
【解析】在含有NaBr和NaI的溶液中通入足量的Cl，发生反应2NaBr+Cl = 2NaCl+Br 、2NaI+Cl =
2 2 2 2
2NaCl+I ，把溶液蒸干并将剩余残渣灼烧，溴易挥发、碘易升华，最后留下的物质是NaCl，故选C。
2
3．（2020·全国高一课时练习）向 溶液中滴加少量溴水，溶液变为黄色。下列说法正确的是
A．由于所得溶液中存在 ，所以溶液变为黄色
B．向所得溶液中加入硫氰化钾溶液，可判断是否生成了
C．向所得溶液中加入氢氧化钾溶液，不能判断是否生成了
D．向所得溶液中加入淀粉 溶液，不能判断是否生成了
【答案】B
【解析】A.溶液变为黄色是因为 被溴水氧化为 ，A项错误；
B.向所得溶液中加入KSCN溶液，若溶液变为红色，则可判断生成了 ，反之，没有生成 ，B项正
确；
C.向所得溶液中加入KOH溶液，若生成红褐色沉淀，则能判断生成了 ，反之，没有生成 ，C项
错误；
D.向所得溶液中加入淀粉 溶液， 能把碘化钾氧化为单质碘，若溶液变蓝，则可以判断生成了
，反之，没有生成 ，D项错误；
答案选B。
4．（2020·上海静安）向NaBr、NaI、NaSO 的混合溶液中，通入一定量的氯气后，将溶液蒸干并充分灼
2 3
烧，得到固体物质中一定有
A．NaCl、NaSO B．NaCl、NaBr、NaSO
2 4 2 4C．NaCl、NaSO 、I D．NaCl、NaI、NaSO
2 4 2 2 4
【答案】A
【解析】向NaBr、NaI、NaSO 的混合溶液中，通入一定量的氯气，根据反应强弱规律：还原性：NaSO
2 3 2 3
＞NaBr＞NaI，氯气优先与NaSO 反应，故一定有NaCl、NaSO ；若氯气恰好反应完，由于单质溴易挥发，
2 3 2 4
碘易升华，则将溶液蒸干并充分灼烧，无其他物质，故答案为A。
5．（2020·全国高一课时练习）为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验（夹
持装置已略去，装置气密性已检验）。
实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ．当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ．当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。
Ⅳ．…
（1）A中产生黄绿色气体，反应的化学方程式为_________________________。
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_________________________。
（3）B中发生反应的离子方程式是_________________________。
（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是_________________________________。
（5）过程Ⅲ的实验目的是____________________________________。
（6）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核外电子层数依次增多，
_____________________________________________，得电子能力逐渐减弱。
【答案】（1）
（2）湿润的淀粉KI试纸变蓝
（3）（4）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，静置后 层溶液变为紫红色
（5）确认C的黄色溶液中无 ，排除 对溴置换碘实验的干扰
（6）原子半径逐渐增大
【解析】（1）A中产生黄绿色气体，故说明 和浓盐酸反应生成 、KCl、 和 ，利
用氧化还原反应的原理可写出该反应的化学方程式为：
，故答案为：
；
（2）因Cl 的氧化性大于I 的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可发生：Cl+2I-
2 2 2
=I +2Cl-，I 能使淀粉变蓝，故答案为：淀粉KI试纸变蓝；
2 2
（3）因Cl 的氧化性大于Br 的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可发生：Cl+2Br-
2 2 2
=Br +2Cl-，故答案为：Cl+2Br-=Br +2Cl-；
2 2 2
（4）因Cl 的氧化性大于I 的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，要发生：Cl+2I-
2 2 2
=I +2Cl-，同时检验产物碘的存在；故答案为：打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下
2
D震荡，静置后CCl 层溶液变为紫（或紫红）色；
4
（5）为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大
量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则氯气过量，影响实验结论，故答案为：确认C的黄色溶液中无Cl，
2
排除Cl 对溴置换碘实验的干扰；
2
（6）因同一主族元素，从上到下，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，得
电子能力逐渐减弱；故答案为：原子半径逐渐增大。
