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第一章 物质及其变化
第二节 元素周期律
专题1（实验活动3） 同周期、同主族元素性质的递变
课时作业
基础达标
1．下列说法正确的是（ ）
A．第三周期的金属元素从左到右原子半径依次增大
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性从左到右依次增强
C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果
【答案】D
【解析】A．第三周期的金属元素包括Na、Mg、Al，它们电子层数相同，最外层电子
数依次增多，原子核对外层电子的吸引力依次增强，从左到右原子半径依次减小，A不正
确B．F、Cl、Br、I为同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，则HF、HCl、HBr、HI
的热稳定性从上到下依次减弱，B不正确；C．第三周期非金属元素最高价含氧酸的酸性从
左到右依次增强，但若不强调“最高价含氧酸”，则酸性从左到右不一定增强，C不正
确；D．同周期元素，从左到右，原子核外最外层电子数从1个过渡到8个，金属性依次减
弱、非金属性依次增强，所以元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果，D
正确；故选D。
2．要使AlCl 溶液中的Al3+完全转化为Al(OH) 沉淀，选用的合理试剂是（ ）
3 3
A．NaOH溶液 B．稀氨水
C．澄清石灰水 D．Mg(OH)
2
【答案】B
【解析】A． Al(OH) 能与NaOH反应生成偏铝酸钠，要使AlCl 溶液中的Al3+完全转
3 3
化为Al(OH) 沉淀，不易控制NaOH溶液的量，故A错误；B． AlCl 与稀氨水反应生成
3 3
Al(OH) 沉淀，可加入过量的稀氨水沉淀Al3+，使其完全转化为Al(OH) ，故B正确；C．
3 3
氢氧化钙为强碱，不易控制澄清石灰水的量，故C错误；D． Mg(OH) 难溶于水，不能沉
2
淀Al3+，故D错误；故选B。
3．根据同主族元素性质的相似性与递变性，以下推断正确的是（ ）
A．锂(Li)与水反应比钠与水反应剧烈
B．铊(Tl)的氧化物对应的水化物具有两性(Tl在第六周期IIIA族)C．铷(Rb)在氧气中燃烧的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
D．氢氧化铯是一种强碱，碱性小于氢氧化钾
【答案】C
【解析】A．同主族元素自上而下金属性减弱，所以Li的活泼性不如Na，与水反应
时，Na更剧烈，A错误；B．铊(Tl)位于Al元素的下方，虽然氧化铝为两性氧化物，但Tl
金属性比Al强，所以Tl的氧化物不一定具有两性，B错误；C．Li燃烧生成LiO，Na燃
2
烧生成NaO，碱金属的性质越活泼，燃烧产物越复杂，所以铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧
2 2
产物更复杂，可能有超氧化物，C正确；D．同主族元素自上而下金属性依次增强，金属
性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Cs＞K，故碱性：CsOH＞KOH，
D错误；
答案选C。
4.碲(Te)是52号元素，位于周期表中VIA族，处于金属区与非金属区的交界线上。下
列叙述错误的是（ ）
A．碲的单质具有半导体的性能 B．碲化氢(H Te)比HS更稳定
2 2
C．碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO ) D．HTeO 的酸性比HSO 弱
2 2 4 2 4
【答案】B
【解析】A．碲处于金属区与非金属区的交界线上，其单质具有半导体的性能，A正
确；
B．碲的非金属性比硫弱，则其简单氢化物的稳定性比HS弱，B错误；C．硫与碲在同一
2
主族，硫可在空气中燃烧生成二氧化硫，则碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO )，C正
2
确；D．碲的非金属性比硫弱，则其最高价氧化物的水化物HTeO 的酸性比硫的最高价氧
2 4
化物的水化物HSO 弱，D正确；故选B。
2 4
5.下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是（ ）
A．根据金属失去电子的多少来判断，失去电子较多的金属性较强
B．碱性： NaOH> Mg(OH) >Al(OH) ，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱
2 3
C．Mg不与NaOH溶液反应而Al能与NaOH溶液反应，可说明金属性： Al> Mg
D．用钠置换MgCl 溶液中的Mg2+，来验证钠的金属性强于Mg
2
【答案】B
【解析】A．金属的金属性强弱与失电子难易程度有关，与失电子多少无关，A错
误；B．元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，碱性：NaOH＞Mg(OH)
2
＞Al(OH) ，则钠、镁、铝金属性依次减弱，B正确；C．比较金属金属性可以与稀非氧化
3性酸反应置换出氢气来比较，而不能用与碱反应来比较，C错误；D．钠投入氯化镁溶液
中，Na先和水发生置换反应生成NaOH和氢气，生成的NaOH再和氯化镁发生复分解反
应，所以钠不能从氯化镁溶液中置换出Mg，D错误；故答案选B。
6.下列说法错误的是（ ）
A．原子序数为 56 的元素是金属元素，其最高价氧化物对应的水化物是强碱
B．某ⅡA族元素的原子序数为a，则和其同周期ⅢA的元素的原子序数可能为a+11
C．除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
D．同一主族，相邻两元素原子的核电荷数的差一定是偶数
【答案】C
【解析】A．56号元素是Ba，其最高价氧化物对应的水化物为Ba(OH) ，是强碱，A
2
正确；B．ⅡA族元素和其同周期ⅢA的元素的原子序数之差可能为1、11、25，B正确；
C．短周期元素O最高为+2价，F最高为0价，数值上都不等于该元素所属的族序数，C
错误；D．同一主族，相邻两元素原子的核电荷数的差可能为2、8、18、32，均是偶数，
D正确；故选C。
7.四种短周期元素在周期表中的位置如图所示，已知X、Y原子序数之和等于W原子
序数。下列说法不正确的是 （ ）
X Y
Z W
A．X、Y两种元素能形成多种化合物
B．Z离子半径在同周期元素简单离子中半径最小
C．简单氢化物的稳定性：X＞Y
D．W、Y元素形成的常见化合物是一种干燥剂
【答案】C
【解析】A．N和O能形成多种化合物，如NO、NO、NO 、NO 等，故A说法正
2 2 2 4
确；B．Na+、Mg2+、Al3+核外有2个电子层，P3-有3个电子层，一般电子层数越多，半径
越大，电子层相同时，半径随着原子序数的递增而减小，因此Al3+在第三周期元素简单离
子中半径最小，故B说法正确；C．非金属性越强，简单氢化物越稳定，同周期从左向右
非金属性增强，即HO的稳定性比NH 强，故C说法错误；D．PO 是一种干燥剂，故D
2 3 2 5
说法正确；答案为C。
8.短周期元素 在元素周期表中的相对位置如图所示，其中 原子的质子数是其 层电子数的三倍，下列说法不正确的是（ ）
A．与Y同主族的短周期元素，其最高价氧化物中氧元素的质量分数为
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
C．简单离子半径：
D．非金属性
【答案】C
【解析】根据元素在周期表中的相对位置，可知X、Y为第二周期元素，Z、W、Q为
第三周期元素，其中W原子的质子数是其M层电子数的三倍，可知W元素是P元素，则
X是N元素，Y是O元素，Q是Cl元素，Z是A1元素，据此分析解答。A．与Y同主族
的短周期元素，其最高价氧化物为三氧化硫，三氧化硫其中氧元素的质量分数为60%，A
正确；B．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，X是N，W
是P，Q是Cl，最高价氧化物对应水化物的酸性：Q（HClO4）＞X（HNO3）＞W
（H3PO4），故B正确；C．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，
半径越小；简单离子半径：Cl->Al3+，C错误；D．同周期从左到右，金属性减弱，非金属
性变强，非金属性Cl>P，D正确；故选C。
9．X、Y、Z三种短周期主族元素，原子半径的大小为r(X)>r(Y)>r(Z)，X和Y同周
期，Y和Z同主族。下列说法一定正确的是（ ）
A．最高正化合价：Z>X
B．X、Y、Z的单质中，Z的熔点最高
C．若X为非金属元素，则离子半径：Xn->Ym->Zm-
D．若X为金属元素，则X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物中Y的碱性最强
【答案】C
【解析】X和Y同周期且r(X)>r(Y)，则X的原子序数小于Y，Y和Z同主族且
r(X)>r(Y)>r(Z)，则Z的原子序数最小，即原子序数ZYm->Zm-，故C正确；D.若X为金属元素，同周期从左到右金属性逐渐减
弱，则X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物中，X的碱性最强,故D错误；综上所述，
答案为C。
10.W、X、Y、Z为四种短周期主族元素，且原子核外L层的电子数分别为0、5、6、
8，四种元素的原子最外层电子数之和为16。下列说法错误的是
A．原子半径：Z>X>Y>W B．W与X、Y、Z可分别形成18e-分子
C．ZX 可作高温结构陶瓷的原料 D．XY 、ZY 均为酸性氧化物
3 4 2 2
【答案】D
【解析】W、X、Y、Z为四种短周期主族元素，且原子核外L层的电子数分别为0、
5、6、8，四种元素的原子最外层电子数之和为16，则W为H，X为N，Y为O，Z为Si。
A．由分析可知，W为H，X为N，Y为O，Z为Si，根据同周期元素原子半径从左往右逐
渐减小，则原子半径大小为Si>N>O>H ，A正确；B．H与O、N、Si可分别形成18e-化合
物HO、NH、SiH，B正确；C．N与Si可形成Si N，可用作高温结构陶瓷的原料，C
2 2 2 4 4 3 4
正确；D．酸性氧化物与碱反应只生成一种盐和水，NO 不是酸性氧化物，D错误； 故选
2
D。
能力提升
11.以下进行元素性质比较的方案中可行的是
A．铁投入CuSO 溶液中能置换出铜，钠投入CuSO 溶液中不能置换出铜，可以比较
4 4
与 的金属性强弱
B．HSO 的酸性比HCO 强，可以比较S与C的非金属性强弱
2 3 2 3
C．Cl 和S分别与铁反应，可以比较Cl与S的非金属性强弱
2
D．向MgCl 溶液和AlCl 溶液中分别通入NH ，可以比较Mg与Al的金属性强弱
2 3 3
【答案】C
【解析】A．铁投入CuSO 溶液中，发生置换反应生成铜，钠投入CuSO 溶液中，Na
4 4
先和水反应生成NaOH，NaOH再和CuSO 反应生成氢氧化铜沉淀，钠不能置换出铜，这
4
两个反应说明Na、Fe都比Cu活泼，但不能比较钠与铁的金属性强弱，故A错误；B．
HSO 的酸性比HCO 的酸性强，但亚硫酸不是最高价含氧酸，则不能说明S的非金属性
2 3 2 3比C强，故B错误；C．氯气和铁反应生成氯化铁，硫和铁反应生成硫化亚铁，说明氯气
的氧化性比硫强，故C正确；D．氯化镁或氯化铝通入氨气都生成沉淀，不能比较金属性
强弱，故D错误；故选C。
12．a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原
子次外层的电子数相同；c所在周期数与族序数相同；d与a同族。下列叙述正确的是
A．原子半径：d>c>b>a B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物对应水化物是弱碱 D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
【答案】B
【解析】a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b
原子次外层的电子数相同，则a的核外电子总数应为8，为O元素；则b、c、d为第三周期
元素，c所在周期数与族数相同，应为Al元素，d与a同族，应为S元素，b可能为Na或
Mg,结合对应单质、化合物的性质以及元素周期律解答该题。由以上分析可知：a为O元
素、b可能为Na或Mg、c为Al、d为S元素。A．同周期元素从左到右原子半径逐渐减
小，应为b＞c＞d,a为O，原子半径最小，故A错误；B．同周期元素从左到右元素的金属
性逐渐降低，则金属性b＞c,a、d为非金属，金属性较弱，则4种元素中b的金属性最强，
故B正确；C．c为Al,对应的氧化物的水化物为氢氧化铝，为弱碱，故C错误；D．一般
来说，元素的非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，应为a的单质的氧化性强，故D
错误；故选：B。
13．X、Y、Z、M、W为五种短周期元素，X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期元
素，且最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ 分子；Y与M形成的气态化合物在标准
2
状况下的密度为0.76g·L−1；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的 。下列
说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：W+>Y3->X2->M+
B．化合物WZ 的阴阳离子个数之比为1:1，水溶液显碱性
2 2
C．1molWM溶于足量水中完全反应，共转移2mol电子
D．由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物中可能只含有共价键
【答案】D
【解析】根据题目可以判断，Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为
0.76g·L−1，则YM的相对分子质量为17形成的化合物为NH ，M为H元素，Y为N元素；
3X与Z可形成XZ 分子且X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期元素，故X为C元素，Z
2
为O元素；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的 ，W为Na元素。A．简
单离子半径从大到小为Y3->X2->M+> W+，A错误；B．WZ 为NaO，其阴阳离子个数之
2 2 2 2
比为2:1，B错误；C．NaH与水发生反应，方程式为NaH+H O=NaOH+H ↑，转移1mol电
2 2
子，C错误；D．四种元素形成的化合物可能为NH HCO ，含有离子键，D正确；故选
4 3
D。
14.某化学课外活动小组为了验证元素化学性质递变规律，进行如下实验探究。
探究：验证同周期X、Y、Z三种元素金属性递变规律
实验内容 实验现象
1.各取1.0 g金属X和金属Z，分别加入到5 mL
金属X与水反应比金属Z剧烈
水中
2.各取1.0 g的金属Z和金属Y（形状相同），
金属Z与盐酸反应比金属Y剧烈
分别加入到5 mL 1.0 mol/L盐酸中
（1）通过实验验证三种元素金属性由强到弱是 ____ _ ，则下列判断正确的
是 （填字母）。
A．原子序数：Y＞Z＞X B．原子的最外层电子数：X＞Y＞Z
C．原子半径：Y＞Z＞X D．Y的最高价氧化物对应水化物的碱性最强
（2）同主族元素的同类化合物的化学性质相似，分别写出过氧化铷与CO 反应的化学
2
方程式： _________________________________ _ ，过量的RbOH与AlCl 反应
3
的离子方程式： _________________________________ _ 。
【答案】（1）X＞Z＞Y A
（2）2Rb O＋2CO=2Rb CO＋O Al3＋＋4OH-=AlO -+2H O
2 2 2 2 3 2 2 2
【解析】由实验1可知，金属X与水反应比金属Z剧烈，则X的金属性大于Z；由实
验2可知，金属Z与盐酸反应比金属Y剧烈，则金属性Z大于Y，所以三种金属的金属活
动性由大到小的顺序为X＞Z＞Y。
（1）由分析可知，三种金属的金属活动性由大到小的顺序为X＞Z＞Y；A．同周期元
素，从左到右原子元素的序数依次增大，金属性依次减弱，所以原子序数的大小顺序为Y
＞Z＞X ，故A正确；B．同周期元素，从左到右原子的最外层电子数依次增大，元素的
金属性依次减弱，所以最外层电子数的大小顺序为Y＞Z＞X，故B错误；C．同周期元
素，从左到右原子半径依次减小，元素的金属性依次减弱，所以原子半径的大小顺序为X＞Z＞Y，故C错误；D．同周期元素，从左到右元素的金属性依次减弱，最高价氧化物对
应水化物的碱性依次减弱，所以素X的最高价氧化物对应水化物的碱性最强，故D错误；
故选A。故答案为：X＞Z＞Y；A；
（2）由同主族元素的同类化合物的化学性质相似可知，过氧化铷与二氧化碳反应生成
碳酸铷和氧气，反应的化学方程式为2Rb O＋2CO=2Rb CO＋O；同主族元素，从上到
2 2 2 2 3 2
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依次增强，所以氢氧化铷是
一元强碱，过量的氢氧化铷溶液与氯化铝溶液反应生成偏铝酸铷、氯化铷和水，反应的离
子方程式为Al3＋＋4OH-=AlO -+2H O，故答案为：2Rb O＋2CO=2Rb CO＋O；Al3＋＋
2 2 2 2 2 2 3 2
4OH-=AlO -
2
+2H O。
2
直击高考
15.由原子序数依次增大的四种短周期主族元素X、Y、Z、W组成的化合物A（如图
所示）是生产某种农药的主要原料，其中W的单质溶于水可生成漂白性物质。Y位于W
的相邻主族，且二者对应单质常温下都是气体。下列叙述正确的是
A．Y、Z、W简单离子半径最大的是Y的简单离子
B．X、Z、W的最高价氧化物对应水化物两两间均可发生反应
C．Y、Z形成的化合物，阴阳离子个数比为1：2
D．X、Y形成的氢化物稳定性：Y>X
【答案】C
【解析】原子序数依次增大的四种短周期主族元素X、Y、Z、W；W的单质溶于水可
生成漂白性物质，W为氯；Y位于W的相邻主族，且二者对应单质常温下都是气体，Y为
氧；Z为带一个单位正电荷的阳离子，Z为钠；X能形成4个共价键，为碳。A．Y、Z、W
简单离子分别为O2-、Na+、Cl-，电子层数越多，半径越大，半径最大的是W的简单离子，
A错误；B．X、Z、W的最高价氧化物对应水化物分别为HCO、NaOH、HClO，HCO
2 3 4 2 3
不能与HClO 反应，B错误；C．Y、Z形成的化合物为NaO、NaO，阴阳离子个数比均
4 2 2为1：2，C正确；D．X形成的氢化物有多种有机物，Y形成的氢化物为HO和HO，稳
2 2 2
定性无法比较，D错误；故答案为：C。
16.Ⅰ．甲同学在a、b、c、d四只烧杯中分别加入50mL冷水，再各滴加几滴酚酞试
液，依次加入表面积相同的钠、镁、铝、钾金属块，通过观察现象判断金属性的相对强
弱。
（1）反应最剧烈的烧杯中的金属是_________（填字母）。
A．钠 B．镁 C．铝 D．钾
（2）实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象，要想达到实验目的，请你帮他
选出合适的方法 __ _（填字母）。
A．把烧杯中的冷水换成热水 B．把烧杯中的冷水换成盐酸
C．把烧杯中的冷水换成浓硝酸
Ⅱ．乙同学设计实验探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱，装置如图。根据要求完
成下列各题。（已知酸性：亚硫酸＞碳酸）
（3）实验步骤：连接仪器， ，加药品后打开a，然后滴入浓硫酸，加热。
（4）问题探究：
①装置E中酸性 溶液的作用是 。
②试管F中发生反应的离子方程式为
。
③能说明非金属性碳强于硅的实验现象是
。
④依据试管D中的反应， （填“能”或“不能）证明非金属性硫强于
碳理由
。
【答案】（1）D （2）AB （3）检查装置的气密性（4） 除去SO 气体
2
CO+H O+SiO=H SiO↓+CO或 2CO2+2HO+SiO=H2SiO3↓+2HCO -
2 2 2 3 2 3
盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀 不能
二氧化硫溶于水生成的是亚硫酸，不是最高价含氧酸
【解析】Ⅰ．根据金属活动性越强，反应速率越大；Ⅱ．本实验利用Cu和浓硫酸共
热制备的SO ，SO 经过饱和NaHCO 溶液后制备CO，并用酸性高锰酸钾溶液除去CO 中
2 2 3 2 2
的SO 后，通入硅酸钠溶液中，若硅酸钠溶液变浑浊，说明HCO 酸性强于HSiO，由此
2 2 3 2 3
得出酸性：HSO ＞HCO＞HSiO，据此分析解题。
2 3 2 3 2 3
【解析】（1）因金属性：K＞Na＞Mg＞Al，金属性越强，单质与水反应越剧烈，故
反应最剧烈的是钾，故答案为：D；
（2）Mg、Al反应现象不明显，说明反应速率小，升高温度可以加快速率，把水换为
盐酸增大了溶液中氢离子的浓度，也可以加快速率，故答案为：AB；
（3）反应生成气体，在加入药品之前需要检验装置的气密性，防止气密性不好导致气
体泄漏，故答案为：检查装置的气密性；
（4）①多余的二氧化硫用酸性KMnO 溶液吸收，防止干扰后面的试验，故答案为：
4
除去SO 气体；
2
②二氧化碳与NaSiO 溶液反应生成硅酸，证明了碳酸酸性比硅酸强，此时试管F中发
2 3
生反应的离子方程式为：CO+H O+SiO=H SiO↓+CO或
2 2 2 3
2CO+2H O+SiO=H SiO↓+2HCO -，故答案为：CO+H O+SiO=H SiO↓+CO或
2 2 2 3 3 2 2 2 3
2CO+2H O+SiO=H SiO↓+2HCO -；
2 2 2 3 3
③盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀，说明碳酸的酸性比硅酸强，得出：碳元
素的非金属性比硅元素非金属性强，故答案为：盛有NaSiO 溶液的试管中出现白色沉
2 3
淀；
