高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表课后练习题

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常见考点

考点一 碱金属
【例1】下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是
①金属性最强的是锂②氧化性最强的是锂离子③在自然界中均以化合态形式存在④Li的密度最大⑤铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸
A．①②③B．④⑤C．②④D．②③⑤
【答案】D
【解析】①同主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，即Cs的金属性最强，故①错误；
②单质的还原性越强，则其离子的氧化性越弱，同主族从上到下，元素的金属性增强，则Li＋的氧化性最强，故②正确；
③碱金属都是活泼的金属，自然界中均以化合态形式存在，故③正确；
④从上到下碱金属元素单质的密度呈增大的趋势，Cs的密度最大，故④错误；
⑤Cs的金属性非常强，与水反应十分剧烈，故⑤正确；
综上所述，②③⑤正确，故选D。
【一隅三反】
1．（2022·陕西西安·高一期中）下列关于碱金属元素的说法中，正确的是
A．IA族元素都是碱金属元素
B．在常温下Cs与水反应会发生爆炸
C．金属钾具有强还原性，K+具有强氧化性
D．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来
【答案】B
【解析】A．IA族元素中的H不属于碱金属元素，A错误；
B．根据碱金属元素性质的递变规律，从上至下，随着原子序数的递增，金属性越来越强，与水反应越来越剧烈，铯的金属性最强，在常温下与水反应会发生爆炸，B正确；
C．金属钾具有强还原性，但K+具有弱氧化性，C错误；
D．由于碱金属单质性质太活泼，遇到水溶液时优先和水反应生成碱和氢气，因此不能将铜从其盐溶液中置换出来，D错误；
答案选B。
2．（2022·江苏南通·高一期中）据《自然》杂志最近报道。“绝缘纯水首次在实验室转成金属”：研究人员将一小点水滴在一滴碱金属(如钠、钾)上。在一个真空室内，室温下以液体形式存在的钠钾合金从一个喷嘴滴下。然后水蒸气再通过管道进入真空室，在金属液滴的外部形成一个极薄的外层；最后，电子和金属阳离子从钠钾合金中流入水中，形成导电的“金属水”。下列有关说法错误的是
A．水与碱金属能发生氧化还原反应
B．“金属水”靠阳离子、电子和阴离子的移动导电
C．“金属水”中阳离子的总数等于自由移动的电子的总数
D．钠、钾都是活泼金属，化学性质相似
【答案】B
【解析】A．碱金属与水反应生成碱和氢气，H和碱金属的化合价都发生变化，是氧化还原反应，A正确；
B．根据题意可知，金属水中没有阴离子，B错误；
C．金属单质的化合价为0，因此正负电荷数相等，碱金属的阳离子均为+1价，故阳离子的总数等于自由移动的电子的总数，C正确；
D．Na和K处在同一个主族，最外层只有1个电子，容易失电子发生氧化反应，属于活泼金属，且化学性质相似，D正确；
故选B。
3．（2021·甘肃省徽县第二中学高一阶段练习）下列有关锂及其化合物的叙述中，不正确的是
A．LiHCO3受热能分解
B．Li可以与N2化合生成LiN3
C．Li2CO3与盐酸反应生成无色气体
D．Li在氧气中燃烧产物Li2O中含有离子键
【答案】B
【解析】A．锂与钠位于第IA族，性质具有相似性，均能失去最外层的一个电子，体现还原性，但由于原子核外电子层有差异，使得原子核对核外电子引力有差异，因此化学性质上具有差异性。NaHCO3受热易分解，生成碳酸钠、二氧化碳和水，则LiHCO3受热也能分解，故A正确；
B．Na与N2化合生成Na3N(氮化钠)，则Li与N2化合生成Li3N(氮化锂)，故B错误；
C．Na2CO3与盐酸反应生成无色气体CO2，则Li2CO3与盐酸反应也能生成无色气体CO2，故C正确；
D．Na与氧气反应，常温下生成Na2O，点燃条件下产物是Na2O2，而Li的金属性弱于Na，Li在氧气中燃烧产物是Li2O，它是离子化合物，含有离子键，故D正确。
故选B。
考点二 卤族元素
【例2-1】（2022·上海市进才中学高一期末）溴、碘均为卤族元素，下列关于溴、碘说法错误的是。
A．将 SKIPIF 1 < 0 分别通入NaBr溶液和NaI溶液中，可以得到溴单质和碘单质
B．溴单质和碘单质在四氯化碳中的溶解度均大于它们在水中的溶解度
C．碘酒可以使淀粉碘化钾试纸变蓝
D．通常将 SKIPIF 1 < 0 固体添加到食盐中来制作碘盐
【答案】A
【解析】A．将 SKIPIF 1 < 0 分别通入NaBr溶液和NaI溶液中， SKIPIF 1 < 0 直接与水反应，无法得到溴单质和碘单质，A项错误；
B．溴单质和碘单质是非极性分子，易溶于非极性分子组成的溶剂，四氯化碳是非极性溶剂，水是极性溶剂，根据相似相溶原理可以知道，溴单质和碘单质在水溶液中溶解度很小，但在四氯化碳中溶解度很大，B项正确；
C．碘酒中含碘单质，遇淀粉变蓝，则能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C项正确；
D．食盐中添加碘酸钾( SKIPIF 1 < 0 )加工碘盐可以补充碘，D项正确；
答案选A。
【例2-2】（2022·上海市青浦区第一中学高一期中）甲、乙、丙三种无色溶液各含有一种X－离子(X－为Cl－、Br－、I－)，向甲中加入淀粉和新制的氯水变为橙色，将此溶液加入丙中，丙中液体无明显变化，则甲、乙、丙依次为
A．Br－、 I－、C1－B．Br－、Cl－、I－
C．Cl－、Br－、I－D．Cl－、I－、Br－
【答案】A
【解析】甲、乙、丙三种无色溶液各含有一种X－离子(X－为Cl－、Br－、I－)，向甲中加入淀粉和新制的氯水变为橙色，则生成了溴单质，说明甲中含有Br－，将此溶液加入丙中，丙中液体无明显变化，说明丙中没有I－，而含有Cl－，则乙中含有I－，因此甲、乙、丙依次为Br－、 I－、C1－，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
【例2-3】（2022·江苏南通·高一期中）为验证卤素单质Cl2、Br2、I2氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，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中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体对应的化学方程式是_______。
(2)B中溶液发生反应的离子方程式是_______。
(3)浸有NaOH溶液的棉花的作用_______，写出反应的离子方程式：_______。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作是_______，现象是_______。
(5)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，原子半径逐渐增大，_______(填“失电子”或“得电子”)能力逐渐减弱。
【答案】(1)2KMnO4＋16HCl=5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O＋2KCl
(2)Cl2＋2Br-=Br2＋2Cl-
(3) 是吸收没反应的气体，防止污染空气 Cl2＋2OH-=Cl-＋ClO-＋H2O
(4) 打开活塞b，使C中少量溶液滴入D中 D中溶液变为蓝色
(5)得电子
【解析】验证卤素单质氧化性的相对强弱，装置A：高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯化锰、氯化钾、氯气和水，装置A中生成氯气，烧瓶上端湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色，验证氯气的氧化性强于碘，装置B：装置B中盛有溴化钠，氯气进入装置B中，氯气氧化溴离子为溴单质，溶液呈橙红色，验证氯的氧化性强于溴，氯气有毒，能被氢氧化钠吸收，浸有氢氧化钠的棉花防止氯气污染空气，当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹，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，以此解题。
(1)黄绿色气体为氯气，KMnO4是氧化剂，Cl2是氧化产物，则KMnO4的氧化性比Cl2强，反应的离子方程式为：2KMnO4＋16HCl=5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O＋2KCl；
(2)氯气的氧化性强于溴，将氯气通入NaBr溶液中会有单质溴生成，发生反应的离子方程式为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-；
(3)Cl2有毒，污染空气，故用氢氧化钠来进行尾气处理，利用的原理是氯气能与强碱溶液反应，故氢氧化钠溶液的作用是：是吸收没反应的气体，防止污染空气；离子方程式为：Cl2＋2OH-=Cl-＋ClO-＋H2O；
(4)为验证溴的氧化性强于碘，应将C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如发生氧化还原反应，则生成碘单质，而D溶液中淀粉遇碘单质变蓝，故答案为：打开活塞b，使C中少量溶液滴入D中；D中溶液变为蓝色；
(5)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，原子半径增大，对核外电子的吸引能力减弱，得电子能力逐渐减弱。
【一隅三反】
1．（2022·上海市延安中学高一期末）下列有关溴、碘的说法中正确的是
A．溴和碘只能从海水中提取
B．单质溴溶解在四氯化碳中呈现紫红色
C．在碘化钾溶液中加入淀粉溶液呈蓝色
D．存放液溴的试剂瓶要用橡皮塞密封并用水封
【答案】A
【解析】A．溴和碘在陆地上的含量极少，而在海水中含量丰富，因此只能从海水中提取，故A正确；
B．单质溴溶于水呈橙黄色，溶于四氯化碳呈橙红色，故B错误；
C．碘化钾中的碘是碘离子，不能使淀粉溶液变蓝，故C错误；
D．溴具有挥发性，存放时加水液封，防止挥发，但液溴会腐蚀橡胶，不能用橡胶塞存放液溴，故D错误；
答案选A。
2．（2022·上海金山·高一期末）检验某无色溶液中是否含有 SKIPIF 1 < 0 ，所用试剂不合理的是
A．氯水和淀粉溶液B．硝酸酸化的硝酸银溶液
C．氯水和淀粉碘化钾溶液D．氯水和苯
【答案】C
【解析】A．氯水能把 SKIPIF 1 < 0 氧化为I2，I2能使淀粉溶液变蓝，故不选A；
B． SKIPIF 1 < 0 与Ag+反应生成黄色AgI沉淀，用硝酸酸化的硝酸银溶液可以检验 SKIPIF 1 < 0 ，故不选B；
C．淀粉碘化钾溶液引入了 SKIPIF 1 < 0 ，干扰无色溶液中 SKIPIF 1 < 0 的检验，故选C；
D．氯水能把 SKIPIF 1 < 0 氧化为I2，苯能萃取碘水中的碘，某无色溶液中加入氯水和苯，若上层液体呈紫红色，说明无色溶液中含有 SKIPIF 1 < 0 ，故不选D；
选C。
3．（2022·福建·厦门双十中学高一阶段练习）某实验小组探究 SKIPIF 1 < 0 和I-的反应规律，实验操作及现象如表：
(1)取实验2后的溶液，进行如图实验：
①检验 SKIPIF 1 < 0 的还原产物。取上层清液，___(填操作和现象)，说明 SKIPIF 1 < 0 被还原为Cl-。
②实验2中 SKIPIF 1 < 0 和I-发生反应的离子方程式：___。
(2)查阅资料：一定条件下，I-和I2都可以被氧化成 SKIPIF 1 < 0 。
作出假设：NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO3溶液与(1)中的反应产物继续反应，同时生成Cl2。
进行实验：取少量实验4中的无色溶液进行以下实验，进一步佐证其中含有 SKIPIF 1 < 0 。其中试剂X可以是___(填标号)。
a．碘水 b．KMnO4溶液 c．NaHSO3溶液
获得结论：NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是___(用离子方程式表示)。
(3)小组同学继续实验，通过改变实验4中硫酸溶液的用量，获得如表实验结果：
对比实验4和5，可以获得的结论是____。
【答案】(1) 滴加AgNO3，有白色沉淀产生 SKIPIF 1 < 0 +6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O
(2) c 2 SKIPIF 1 < 0 +I2=Cl2↑+ SKIPIF 1 < 0
(3) SKIPIF 1 < 0 和I-的反应规律与H+(或H2SO4)的用量有关
【解析】本实验的目的，是通过改变NaClO3溶液用量，由产生的实验现象，推断反应的产物，实现探究 SKIPIF 1 < 0 和I-的反应规律。
(1)①检验 SKIPIF 1 < 0 的还原产物Cl-，需使用硝酸银溶液，实验操作：取上层清液，滴加AgNO3，有白色沉淀产生，说明 SKIPIF 1 < 0 被还原为Cl-。
②实验2中 SKIPIF 1 < 0 和I-发生反应，由溶液的颜色可以推知，产物中含有I2，离子方程式： SKIPIF 1 < 0 +6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。答案为：滴加AgNO3，有白色沉淀产生； SKIPIF 1 < 0 +6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O；
(2)证明实验4中的无色溶液中含有 SKIPIF 1 < 0 ，需加入还原剂，在碘水、KMnO4溶液、NaHSO3溶液中，只有NaHSO3具有还原性，所以试剂X可以是c。
通过不断增加NaClO3溶液的用量，溶液的颜色先变深后变浅，则表明I2能被NaClO3氧化，从而得出结论：NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是2 SKIPIF 1 < 0 +I2=Cl2↑+ SKIPIF 1 < 0 。答案为：c；2 SKIPIF 1 < 0 +I2=Cl2↑+ SKIPIF 1 < 0 ；
(3)对比实验4和5可知，改变硫酸的用量，反应产物发生改变，从而得出结论： SKIPIF 1 < 0 和I-的反应规律与H+(或H2SO4)的用量有关。答案为： SKIPIF 1 < 0 和I-的反应规律与H+(或H2SO4)的用量有关。
考点三 综合运用
【例3】在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用以下所给的工艺流程生产单质碘：
(1)碘位于元素周期表中的第______周期______族。
(2)步骤③加Fe的目的是______。
(3)写出步骤④的化学方程式：______。
(4)上述生产流程中，可以利用的副产物是______，考虑原料循环利用，若将该副产物制成生产所需的试剂，先后还需加入______来进行处理。
(5)甲物质见光易变黑，其原因是(化学方程式表示)：______。
(6)可采用如图所示的简易装置进行第⑤步操作，在扎有小孔的滤纸上有固体凝结，该分离提纯方法的名称是______。
【答案】（1） 五 ⅦA
使碘化银转化为碘化亚铁(FeI2)和单质银
2FeI2＋3Cl2=2I2＋2FeCl3
Ag 稀硫酸、稀硝酸
2AgI SKIPIF 1 < 0 2Ag＋I2
升华
【解析】(1)在元素周期表中，碘与氟同主族且位于溴的下方，所以位于第五周期ⅦA族。答案为：五；ⅦA；
(2)步骤③加Fe，是为了与AgI反应，将碘元素转化为可溶性物质，所以目的是使碘化银转化为碘化亚铁(FeI2)和单质银。答案为：使碘化银转化为碘化亚铁(FeI2)和单质银；
(3)步骤④中，Cl2与FeI2反应，生成I2和FeCl3，化学方程式：2FeI2＋3Cl2=2I2＋2FeCl3。答案为：2FeI2＋3Cl2=2I2＋2FeCl3；
(4)上述生产流程中，可以利用的副产物是Ag，考虑原料循环利用，若将该副产物制成生产所需的试剂(即硝酸银)，应先除去混有的铁粉，再用稀硝酸溶解，所以先后还需加入稀硫酸、稀硝酸来进行处理。答案为：Ag；稀硫酸、稀硝酸；
(5)甲物质为AgI，见光易分解生成银而变黑，其原因是：2AgI SKIPIF 1 < 0 2Ag＋I2。答案为：2AgI SKIPIF 1 < 0 2Ag＋I2；
(6)第⑤步操作是将粗碘提纯，在扎有小孔的滤纸上有固体凝结，该分离提纯方法是先将碘由固体变为蒸汽，然后再将蒸汽变为固体，所以名称是升华。答案为：升华。
【一隅三反】
1．下列关于碱金属和卤素单质的有关说法正确的是
A．随原子序数递增，碱金属密度一定增大B．碱金属都呈银白色
C．液溴采用水封法保存D．碘的升华是化学变化
【答案】C
【解析】A．随着原子序数增大，碱金属密度呈增大趋势，但是K的密度比Na小，A错误；
B．碱金属中Cs为金黄色，其余为银白色，B错误；
C．由于Br2易挥发，且密度比水大，故可采用水封法抑制其挥发，C正确；
D．碘的升华属于物理变化，D错误；
故答案选C。
2．（2022·河南郑州·高一期末）下面是元素周期表的一部分，按要求回答下列问题：
(1)已知⑥号元素的一种核素的中子数为8，则其最简单的气态氢化物的摩尔质量为___________ SKIPIF 1 < 0 。
(2)非金属性最强的单质与水反应的化学方程式为___________。
(3)某元素的最高价氧化物的水化物既能与强酸反应又能与强碱反应，该元素的元素符号是___________，向该元素和⑧号元素组成的化合物溶液中，缓缓滴加NaOH溶液至过量，现象为___________。
(4)设计实验方案；比较⑧与⑪单质氧化性的强弱，请将方案填入下表。
【答案】(1)18
(2) SKIPIF 1 < 0
(3) Al 随着NaOH溶液的滴入，白色沉淀逐渐增加，当达到最多后又逐渐减少，最后完全消失，得到澄清溶液
(4)向试管中加入1～2mLNaBr溶液，再加入适量新制氯水，并加入适量 SKIPIF 1 < 0 振荡(其他合理答案也可) 试管中溶液分层，且下层为橙色 氧化性： SKIPIF 1 < 0 (其他合理答案也可)
【解析】根据元素周期表的结构可知，①~⑪分别为Na、K、Mg、Ca、Al、C、O、Cl、F、Ar、Br。
(1)⑥号元素是C，它的一种核素的中子数为8，则其质量数为14，则其最简单的气态氢化物CH4的摩尔质量为14+4=18g⋅ml−1 。
(2)非金属性最强的元素是位于元素周期表右上方的F，其单质F2与水发生反应生成氢氟酸和氧气，化学方程式为：2F2+2H2O=4HF+O2 。
(3)Al的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，既能跟酸反应又能跟水反应，⑧号元素为Cl，向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先生成Al(OH)3白色沉淀，继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3能和NaOH溶液反应生成溶于水的NaAlO2：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，可以看到沉淀溶解，故答案为：随着NaOH溶液的滴入，白色沉淀逐渐增加，当达到最多后又逐渐减少，最后完全消失，得到澄清溶液。
(4)⑧与⑪单质分别为Cl2和Br2，可以用氯气置换溴化钠溶液中的溴的方法比较两者氧化性的强弱，具体实验方案为：向试管中加入1～2mLNaBr溶液，再加入适量新制氯水，并加入适量 CCl4 振荡，观察到试管中溶液分层，且下层为橙色，则可证明氧化性： Cl2>Br2 。实验及试剂
编号
无色NaClO3溶液用量/mL
试管中溶液颜色
淀粉-KI试纸颜色
1
0.05
浅黄色
无色
2
0.20
深黄色
无色
3
0.25
浅黄色
蓝色
4
0.30
无色
蓝色
编号
6.0ml·L-1H2SO4溶液用量
试管中溶液颜色
淀粉—KI试纸颜色
5
0.25mL
浅黄色
无色
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑥
⑦
⑨
3
①
③
⑤
⑧
⑩
4
②
④
⑪
实验步骤
实验现象
实验结论
___________
___________
___________