第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第二課時(shí)（3）鹵族元素1．鹵素按F、Cl、Br、I的順序其非金屬性逐漸減弱的原因是()A．原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)增多起主要作用B．相對(duì)原子質(zhì)量逐漸增大起主要作用C．其單質(zhì)的密度增大起主要作用D．隨著核電荷數(shù)增加電子層數(shù)增大起主要作用【答案】D【解析】F、Cl、Br、I元素非金屬性逐漸減弱的原因主要是由于核外電子層數(shù)增多，原子核對(duì)最外層電子的吸引能力減弱所致。2．有關(guān)鹵素的說(shuō)法正確的是A．鹵素單質(zhì)的顏色隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大逐漸變淡B．鹵素單質(zhì)的熔點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高C．鹵素是典型的非金屬元素，其單質(zhì)只具有氧化性D．鹵素陰離子的半徑比其相應(yīng)的原子半徑小【答案】B【解析】A．F2是淺黃綠色氣體，Cl2是黃綠色氣體，Br2是深紅棕色液體，I2是紫黑色固體，可見(jiàn)：鹵素單質(zhì)的顏色隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大逐漸變深，A錯(cuò)誤；B．鹵素單質(zhì)都是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，分子間以分子間作用力結(jié)合。分子間作用力越大，克服分子間作用力使物質(zhì)熔化、氣化消耗的能量就越多，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)就越高。分子間作用力隨物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大，故鹵素單質(zhì)的熔點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高，B正確；C．鹵素是典型的非金屬元素，其單質(zhì)中只有F沒(méi)有正化合價(jià)，F(xiàn)2只有氧化性；其余鹵素單質(zhì)中元素化合價(jià)0價(jià)介于最低-1價(jià)和最高+7價(jià)之間，因此既具有氧化性，也具有還原劑，C錯(cuò)誤；D．鹵素陰離子是原子獲得1個(gè)電子后形成的，由于核電荷數(shù)不變，核外電子數(shù)增多，電子受到的吸引力減弱，因此鹵素離子的半徑比其相應(yīng)的原子半徑大，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是B。3．下列關(guān)于F、Cl、Br、I的比較，說(shuō)法正確的是()A．原子最外層電子數(shù)隨核電荷數(shù)的增加而增多B．單質(zhì)顏色隨核電荷數(shù)的增加而加深C．氫化物的穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)的增加而增強(qiáng)D．非金屬性隨核電荷數(shù)的增加而增強(qiáng)【答案】B【解析】F、Cl、Br、I均屬于第ⅦA族，原子最外層電子數(shù)均為7，隨核電荷數(shù)的增加元素的非金屬性減弱，氫化物的穩(wěn)定性減弱，單質(zhì)顏色加深，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。4．下列關(guān)于鹵族元素(X)及其化合物敘述錯(cuò)誤的是A．單質(zhì)均有顏色，隨原子序數(shù)遞增顏色加深B．HX隨原子序數(shù)遞增穩(wěn)定性逐漸減弱C．單質(zhì)均能與水反應(yīng)形成HX和HXOD．HX中除HF分子間存在氫鍵，其余HX分子均不存在氫鍵【答案】C【解析】A．鹵族元素的單質(zhì)的顏色從上到下為淺黃綠色、黃綠色、深紅棕色、紫黑色，顏色逐漸加深，A正確；B．非金屬性越強(qiáng)，其氫化物越穩(wěn)定，同主族從上到下非金屬性減弱，即HX隨著原子序數(shù)遞增，穩(wěn)定性逐漸減弱，B正確；C．F2與水反應(yīng)生成HF和O2，C錯(cuò)誤；D．F的非金屬性極強(qiáng)，HF分子間存在氫鍵，其余HX不存在分子間氫鍵，D正確；綜上所述答案為C。5．隨著鹵素原子序數(shù)的增加，下列遞變規(guī)律正確的是()A．單質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸降低B．鹵素離子的還原性逐漸增強(qiáng)C．氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)D．單質(zhì)氧化性逐漸增強(qiáng)【答案】B【解析】隨著原子序數(shù)的遞增，鹵素單質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸升高，A錯(cuò)誤；隨著原子序數(shù)的遞增，鹵素單質(zhì)氧化性逐漸減弱、鹵素離子的還原性逐漸增強(qiáng)，B正確、D錯(cuò)誤；隨著原子序數(shù)的遞增，鹵素的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，C錯(cuò)誤。6．在碘化鉀溶液中加入溴水和四氯化碳，用力振蕩后出現(xiàn)的現(xiàn)象是A．液體呈紫色B．液體呈棕黃色C．液體分上下兩層，上層呈紫紅色，下層接近無(wú)色D．液體分上下兩層，上層接近無(wú)色，下層呈紫紅色【答案】D【解析】溴和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)和溴化鉀，碘易溶于四氯化碳，難溶于水，四氯化碳不溶于水，因此震蕩后得到碘的四氯化碳溶液和水層，由于四氯化碳密度比水大，碘的四氯化碳溶液在下層，因此現(xiàn)象為液體分上下兩層，上層接近無(wú)色，下層呈紫紅色，D符合題意；選D。7．關(guān)于鹵素(用X表示)的下列敘述正確的是A．鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示B．還原性：Cl->Br-C．鹵素單質(zhì)的密度從F2→I2隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大D．F2可以從NaCl溶液中置換出Cl2【答案】C【解析】A．F2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2F2＋2H2O=4HF＋O2，A錯(cuò)誤；B．因?yàn)閱钨|(zhì)的氧化性：Cl2>Br2，故還原性：Cl-<Br-，B錯(cuò)誤；C．從F2→I2，單質(zhì)由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)，單質(zhì)密度越來(lái)越大，C正確；D．F2的活潑性太強(qiáng)，遇鹽溶液首先與水反應(yīng)，故不能從NaCl溶液中置換出Cl2，D錯(cuò)誤。答案選C。8．如下圖所示是氯氣的制備以及氯、溴、碘的非金屬性比較實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)一段時(shí)間后，打開(kāi)裝置D的活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，振蕩，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A．F2不能與NaCl溶液反應(yīng)置換出氯氣B．裝置B中可盛放水吸收氯氣中的HCl氣體C．裝置E下層呈現(xiàn)紫紅色D．裝置E中有機(jī)試劑層呈現(xiàn)紫紅色，能說(shuō)明非金屬性：Br>I【答案】A【解析】A項(xiàng)，F(xiàn)2極易與水反應(yīng)生成氟化氫和氧氣，所以F2不能與NaCl溶液反應(yīng)置換出氯氣，正確；B項(xiàng)，氯氣易與水反應(yīng)生成次氯酸和鹽酸，所以不能用水吸收氯氣中的雜質(zhì)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，苯的密度比水的小，應(yīng)在上層，所以裝置E上層呈現(xiàn)紫紅色，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，但過(guò)量氯氣也會(huì)氧化碘離子生成碘單質(zhì)，造成干擾，所以不能證明非金屬性：Br>I，錯(cuò)誤。9．可能存在的第119號(hào)元素被稱為“類鈁”，據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)及元素性質(zhì)變化趨勢(shì)，有關(guān)“類鈁”的預(yù)測(cè)說(shuō)法正確的是（）A．“類鈁”在化合物中呈價(jià)B．“類鈁”屬過(guò)渡元素，具有放射性C．“類鈁”單質(zhì)的密度小于D．“類鈁”單質(zhì)有較高的熔點(diǎn)【答案】A【解析】A．119號(hào)元素應(yīng)位于第八周期第Ⅰ族，屬于堿金屬元素，故“類鈁”在化合物中呈價(jià)，A正確。B．過(guò)渡元素均為副族和第Ⅷ元素，結(jié)合A項(xiàng)分析可知，“類鈁”不屬過(guò)渡元素，具有放射性，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)堿金屬元素密度的遞變規(guī)律可知，隨著原子序數(shù)遞增，密度呈增大趨勢(shì)，故“類鈁”單質(zhì)的密度大于，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)堿金屬元素熔沸點(diǎn)的遞變規(guī)律可知，隨著原子序數(shù)遞增，熔沸點(diǎn)依次降低，故“類鈁”單質(zhì)的熔點(diǎn)比Cs的低，故熔點(diǎn)較低，D錯(cuò)誤；故答案為：A。10．若能發(fā)現(xiàn)第117號(hào)元素X，它的原子結(jié)構(gòu)與鹵族元素相似，電子排布有7個(gè)電子層，且最外層有7個(gè)電子。下列敘述中正確的是()A．此X元素的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為HX，在常溫下很穩(wěn)定B．其單質(zhì)帶有金屬光澤，具有強(qiáng)氧化性，可與KI發(fā)生置換反應(yīng)生成I2C．其單質(zhì)的分子式為X2，易溶于有機(jī)溶劑D．AgX是一種有色的易溶于水的化合物【答案】C【解析】因?yàn)榇薠顯－1價(jià)，所以X元素的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為HX，但由于X的非金屬性很弱，所以HX在常溫下很不穩(wěn)定，A錯(cuò)誤；X單質(zhì)氧化性比碘弱，不可與KI發(fā)生置換反應(yīng)，B錯(cuò)誤；類比Br2、I2等，C正確；類比AgCl、AgBr等，D錯(cuò)誤。11．下列有關(guān)同主族元素性質(zhì)的比較，不正確的是()A．金屬性：K>Na>LiB．非金屬性：O>S>SeC．還原性：F－>Cl－>I－D．堿性：KOH>NaOH>LiOH【答案】C【解析】A項(xiàng)，同主族元素，從上至下，金屬性逐漸增強(qiáng)，正確；B項(xiàng)，O、S、Se都屬于第ⅥA族元素，從上至下，元素的非金屬性逐漸減弱，正確；C項(xiàng)，F(xiàn)、Cl、I都屬于第ⅦA族元素，元素的非金屬性越強(qiáng)，其簡(jiǎn)單離子的還原性就越弱，還原性強(qiáng)弱為I－>Cl－>F－，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，同主族元素，從上至下，金屬性逐漸增強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性逐漸增強(qiáng)：KOH>NaOH>LiOH，正確。12．某化學(xué)小組用下圖所示裝置驗(yàn)證Cl2、Br2、I2單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱。下列說(shuō)法不正確的是()A．E處棉花球變成橙色，說(shuō)明Cl的非金屬性比Br強(qiáng)B．F處棉花球變成藍(lán)色，說(shuō)明Br2的氧化性比I2強(qiáng)C．E處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2D．G裝置中NaOH溶液與Cl2反應(yīng)的離子方程式為2OH－＋Cl2=ClO－＋Cl－＋H2O【答案】B【解析】E處棉花球變成橙色，說(shuō)明Cl2置換出了Br2，即Cl的非金屬性強(qiáng)于Br，其離子方程式為：Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2，A、C正確；由NaOH溶液與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaOH＋Cl2=NaClO＋NaCl＋H2O知D正確；F處棉花球變成藍(lán)色也可能是未反應(yīng)完的Cl2與I－反應(yīng)，B錯(cuò)誤。13．溴化碘(IBr)的化學(xué)性質(zhì)很像鹵素的單質(zhì)，它能與大多數(shù)金屬、非金屬化合生成鹵化物，它也能與水發(fā)生以下反應(yīng)：IBr＋H2O=HBr＋HIO，下列有關(guān)IBr的敘述中，不正確的是()A．在很多反應(yīng)中IBr是強(qiáng)氧化劑B．IBr與水反應(yīng)時(shí)既作氧化劑，又作還原劑C．IBr與AgNO3溶液反應(yīng)會(huì)生成AgBr沉淀D．IBr與NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，生成NaBr和NaIO【答案】B【解析】此題是一道信息題，題中給出了三點(diǎn)信息：(1)溴化碘(IBr)暗示Br呈－1價(jià)，I呈＋1價(jià)；(2)IBr性質(zhì)與鹵素相似；(3)IBr與水反應(yīng)生成HIO和HBr。由(2)可知，IBr是一種強(qiáng)氧化劑。分析IBr中各元素的化合價(jià)，確定碘為＋1價(jià)，溴為－1價(jià)。再結(jié)合(3)，可知IBr與水的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，而是復(fù)分解反應(yīng)。因此，A、C、D正確，B不正確。14．某同學(xué)做同主族元素性質(zhì)相似性和遞變性實(shí)驗(yàn)時(shí)，自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，見(jiàn)下表(表中的“實(shí)驗(yàn)方案”與“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”前后不一定是對(duì)應(yīng)關(guān)系)。實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①將新制氯水滴加到溴化鈉溶液中，振蕩后，再加入適量CCl4，振蕩，靜置A.浮在水面上，熔成小球，快速移動(dòng)，隨之消失②將一小塊金屬鈉放入冷水中B.分層，上層無(wú)色，下層紫紅色③將溴水滴加到NaI溶液中，振蕩后，再加入適量CCl4，振蕩，靜置C.浮在水面上，熔成小球，快速移動(dòng)，并伴有輕微的爆炸聲，很快消失④將一小塊金屬鉀放入冷水中D.分層，上層無(wú)色，下層橙紅色請(qǐng)你幫助該同學(xué)整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲_________________________。(2)實(shí)驗(yàn)用品：①試劑：金屬鈉、金屬鉀、新制氯水、溴水、0.1mol·L－1NaBr溶液、0.1mol·L－1NaI溶液、CCl4等。②儀器：________、________、鑷子、小刀、玻璃片等。(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(填寫(xiě)與實(shí)驗(yàn)方案對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的字母和化學(xué)方程式)：實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式①②③④(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_____________________________。(5)①請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)簡(jiǎn)單解釋上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________________________。②由于F2過(guò)于活潑，很難設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其氧化性的強(qiáng)弱。試列舉兩個(gè)事實(shí)說(shuō)明氟的非金屬性比氯強(qiáng)。_____________________________________________________。【答案】(1)探究同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變性(2)試管膠頭滴管(3)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式①DCl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2②A2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑③BBr2＋2NaI=2NaBr＋I(xiàn)2④C2K＋2H2O=2KOH＋H2↑(4)同主族元素性質(zhì)相似；自上而下元素原子失電子能力增強(qiáng)，得電子能力減弱(5)①由于同主族元素原子最外層電子數(shù)相同，所以同主族元素性質(zhì)相似。又由于隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的吸引力減弱，所以元素原子得電子能力減弱，失電子能力增強(qiáng)②F2在冷暗處就可以與H2劇烈反應(yīng)而爆炸，而Cl2與H2只有在光照或點(diǎn)燃的條件下才能反應(yīng)；HF比HCl穩(wěn)定【解析】該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄客髯逶匦再|(zhì)的相似性和遞變性。由于同主族元素原子最外層電子數(shù)相同，所以性質(zhì)相似；而隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的吸引力減弱，元素原子得電子能力減弱，失電子能力增強(qiáng)。15．某同學(xué)為驗(yàn)證同主族元素原子得電子能力強(qiáng)弱進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：Ⅰ.向溶液中滴加少量氯水，充分反應(yīng)后，加1mL四氯化碳振蕩，靜置；Ⅱ.向溶液中滴加少量氯水，充分反應(yīng)后，加1mL四氯化碳振蕩，靜置；Ⅲ.在淀粉碘化鉀試紙上滴加幾滴溴水?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ的現(xiàn)象_______。(2)根據(jù)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論為_(kāi)______，請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋其原因：_______。(3)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ得到的層中含有鹵素單質(zhì)，可用濃溶液反萃取分離回收。以下是反萃取回收的操作過(guò)程：①向裝有的溶液的_______(填儀器名稱)中加入少量濃溶液；②振蕩至溶液的_______色消失，振蕩過(guò)程中儀器內(nèi)壓強(qiáng)會(huì)增大，需要打開(kāi)_______(填“上口玻璃塞”或“下口活塞”)放氣；③靜置、分層，先將層從儀器的下口放出，再將含碘的堿溶液從儀器的_______(填“上”、“下”)口倒入燒杯中；④邊攪拌邊加入幾滴45%的溶液，溶液立即轉(zhuǎn)為棕黃色，并析出碘晶體，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式_______?！敬鸢浮咳芤悍謱?，下層呈橙色元素原子得電子能力：氯、溴、碘元素位于元素周期表中的同一主族，三種元素原子的最外層電子數(shù)相同，因此隨著核外電子層數(shù)的依次增加，原子半徑依次增加，元素原子吸引電子的能力依次減弱分液漏斗紫紅下口活塞上【分析】元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，同一氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性；氯氣能氧化溴離子生成溴單質(zhì)，能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，溴能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，據(jù)此判斷非金屬性強(qiáng)弱?！窘馕觥?1)根據(jù)分析，向溶液中滴加少量氯水，充分反應(yīng)后，加1mL四氯化碳振蕩，靜置，發(fā)生置換反應(yīng)，生成的溴單質(zhì)溶于四氯化碳，四氯化碳不溶于水，密度比水大，則現(xiàn)象為溶液分層，下層呈橙色，故答案為：溶液分層，下層呈橙色；(2)Ⅰ中氧化劑是Cl2，氧化產(chǎn)物是Br2，Ⅱ中氧化劑是Cl2，氧化產(chǎn)物是I2，Ⅲ中氧化劑是Br2，氧化產(chǎn)物是I2，所以氧化性強(qiáng)弱順序是Cl2>Br2>I2，則元素原子得電子能力：。用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋為：氯、溴、碘元素位于元素周期表中的同一主族，三種元素原子的最外層電子數(shù)相同，因此隨著核外電子層數(shù)的依次增加，原子半徑依次增加，元素原子吸引電子的能力依次減弱，故答案為：元素原子得電子能力：；氯、溴、碘元素位于元素周期表中的同一主族，三種元素原子的最外層電子數(shù)相同，因此隨著核外電子層數(shù)的依次增加，原子半徑依次增加，元素原子吸引電子的能力依次減弱；(3)①用濃溶液反萃取后再加稀酸，可以分離和，向裝有的溶液的分液漏斗中加入少量濃溶液進(jìn)行反萃取，故答案為：分液漏斗；②碘單質(zhì)溶于四氯化碳時(shí)呈紫紅色，加入氫氧化鈉濃溶液后振蕩，碘單質(zhì)與氫氧化鈉反應(yīng)，至溶液的紫紅色消失。萃取時(shí)振蕩過(guò)程中分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)會(huì)增大，要將分液漏斗倒置讓漏斗頸向上，慢慢打開(kāi)下口活塞放氣，故答案為：紫紅；下口活塞；③充分反應(yīng)后NaI、NaIO3溶于水，密度小于四氯化碳，分層后水溶液位于上層，因此含碘的堿溶液從分液漏斗的上口倒出，故答案為：上；④由題給信息可知，NaI、NaIO3在酸性條件下發(fā)生歸中反應(yīng)生成碘，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式為：，故答案為：。