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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 课时作业
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
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，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LiO
2
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O 氧化
2
B．K可以与乙醇发生反应生成H
2
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O
2
氧化，A正确；Na与乙醇反应放出H，K也能与乙醇反应放出H，B正确；K与水的反应
2 2
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Fr O的氧化物
2
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 mol·L－1盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1NaOH溶液
的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol 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＋2HO===2Na＋＋2OH－＋H↑
2 2
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＋＋
H↑，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
2
水、100 mL 0.1 mol·L－1盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1的NaOH，X、Y、Z三个烧杯各投入0.05 mol钠，反应后的溶液中溶质及其物质的量分别为：X中0.05 mol NaOH、Y中：0.01
mol·L－1 NaCl和0.04 mol NaOH、Z中0.051 mol 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 H 的量相同，D正
2
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＋2HO===2K＋＋2OH－＋H↑
2 2
4Li＋O=====2LiO
2 2
(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＋2HO===2K＋＋2OH－＋H↑；乙单质与
2 2
丙单质反应的化学方程式为4Li＋O=====2LiO。(3)金属性：K>Li，元素的金属性越强，
2 2
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( )
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
锂、钠、钾三种元素在自然界中都以化 铷元素和铯元素在自然界中都以化合
A
合态存在 态存在
钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更 铷单质和铯单质比钾单质更容易与氧
B
剧烈，甚至能燃烧 气反应，遇到空气就会立即燃烧
钾单质与水反应比钠单质更剧烈，甚至 铷和铯比钾更容易与水反应，遇水立
C
爆炸 即燃烧，甚至爆炸
锂元素和钠元素在化合物中的化合价都
锂单质与氧气反应生成的氧化物有
D 是＋1价，钠单质与氧气反应生成的氧
LiO和LiO
2 2 2
化物有NaO和NaO
2 2 2【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LiO，不能生成LiO，故D错误。
2 2 2
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＋2HO===2CsOH＋H↑
2 2
(3)强
