高中人教版 (2019)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第3课时导学案

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原子的最外层电子数决定原子的化学性质。
1．下列结构示意图表示的原子中：
A. B. C. D.
(1)易变为阳离子的是____________(填字母，下同)。
(2)易变为阴离子的是__________。
(3)易与氯气化合组成XY2型化合物的是________。
答案 (1)CD (2)A (3)D
2．已知某元素的原子结构示意图如图所示：
(1)该元素在周期表中的位置：______________。
(2)预测该元素的单质在化学反应中容易________电子，常表现为____价。
答案 (1)第五周期ⅦA族 (2)得到1个 －1
二、碱金属元素
1．碱金属元素的原子结构
2.碱金属单质的化学性质
(1)钠、钾与氧气反应
①实验现象：都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈。
②反应的化学方程式：
2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(△))Na2O2、K＋O2eq \(=====,\s\up7(△))KO2。
③实验结论：金属的活泼性：K＞Na。
(2)钠、钾与水反应
①实验现象：
相同点：金属浮在水面上；金属熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色。
不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。
②化学方程式：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑。
③实验结论：
与水反应剧烈程度：K＞Na；金属的活泼性：K＞Na。
3．碱金属单质性质规律
(1)物理性质规律
(2)化学性质的相似性和递变性
①相似性
②递变性
具体情况如下：
a．与氧气反应
从Li→Cs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li在氧气中燃烧只生成Li2O，Na在氧气中燃烧生成Na2O2，K在氧气中燃烧生成更复杂的氧化物：KO2。
b．与H2O(或酸)的反应
从Li→Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈。如K与H2O反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生剧烈爆炸。
(1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大( )
(2)碱金属元素的单质与氧气反应的产物属于同种类型( )
(3)碱金属元素随核电荷数增大，其单质与水反应越来越剧烈( )
(4)碱金属元素单质都应该保存在煤油中( )
(5)金属钾能从NaCl溶液中置换出钠( )
(6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
1．一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度上来判断，也可以从它们的最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断，请写出Li→Cs，氢氧化物碱性强弱比较。
提示 LiOH2．从碱金属原子结构的角度解释。
(1)碱金属元素的化学性质具有相似性。
提示 碱金属元素的最外层电子数相同，都是1个电子，故它们的化学性质相似。
(2)碱金属元素的性质具有递变性。
提示 随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐增强。
3．据报道，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，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容：
(1)铯的原子核外共有______个电子层，最外层电子数为______，铯的原子序数为________。
(2)铯单质与水剧烈反应，放出______色气体，同时使紫色石蕊溶液显______色，原因是_______________________________________________________________(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)6 1 55
(2)无 蓝 2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑
(3)强
解析 根据原子核外电子排布规律，结合铯在元素周期表中的位置知，铯原子核外电子分六层排布，分别是2、8、18、18、8、1，原子序数是55，最外层只有1个电子。铯与钠同主族，具有极强的金属性，与水反应生成氢气和氢氧化铯：2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑，氢氧化铯是强碱，使紫色石蕊溶液变蓝色。
三、卤族元素
1．卤族元素的原子结构及其特点
卤族元素包括：F、Cl、Br、I、At(写元素符号)。前4种元素的原子结构示意图依次是：
F、Cl、Br、I
原子结构特点如下：
(1)相似性：最外层电子数都是7。
(2)递变性：F→I，核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大。
2．卤素单质的物理性质
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气反应
(2)卤素单质间的置换反应的实验探究
4.卤素单质化学性质规律
(1)相似性
卤素原子都能得一个电子
(2)递变性
①与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱。
②Cl2、Br2、I2与H2O反应越来越微弱。
③
(3)熟记卤素的特殊性
①在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。
②碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。
③氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2。
(1)卤素单质都是双原子分子( )
(2)单质At2是白色固体( )
(3)同主族的单质熔、沸点一定是随核电荷数增加而升高( )
(4)同主族元素从上至下非金属性逐渐增强( )
(5)第ⅡA族的锶的硫酸盐(SrSO4)是易溶于水的白色固体( )
(6)随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素单质的熔沸点都逐渐降低( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
1．根据Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，Br2＋2I－===I2＋2Br－可知：单质氧化性：________________，阴离子还原性：________________。
答案 Cl2>Br2>I2 Cl－2．(1)F2通入水中会剧烈反应，且有另一种单质气体生成，请根据氧化还原反应理论书写化学方程式。
(2)氧化性F2>Cl2，那么能否用F2与NaCl溶液反应置换Cl2。
提示 (1)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(2)否，F2与H2O先反应，无法置换出Cl2。
3．含有元素硒(Se)的保健品已开始进入市场。已知它是第四周期ⅥA族元素。则下列关于硒的叙述中，正确的是( )
A．非金属性比硫强
B．气态氢化物的化学式为H2Se
C．稳定性：H2Se>H2O
D．最高价氧化物的化学式是SeO2
答案 B
解析 同一主族元素，元素的非金属性随着原子序数的增大而减弱，Se和S同一主族，原子序数：Se>S，则非金属性：S>Se，故A错误；同一主族非金属元素其最低负化合价相同，Se元素最低负价为－2价，则氢化物化学式为H2Se，故B正确；元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性：O>Se，故C错误；主族元素最高正价与其族序数相等(O、F元素除外)，所以其最高正化合价为＋6价，则最高价氧化物的化学式是SeO3，故D错误。
同主族元素的原子结构与性质的关系
1．下列有关碱金属元素的性质判断正确的是( )
A．K与H2O反应最剧烈
B．Rb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出Na
C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强
答案 D
解析 A项，在碱金属元素中，K不是最活泼的元素；B项，Rb先与水反应，不会置换出Na；C项，碱金属的阳离子很稳定，不具有强氧化性。
2．关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是( )
A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示
B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强
C．卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加深
D．X－的还原性依次为F－答案 C
解析 A项，F2与H2O反应为2F2＋2H2O===4HF＋O2，不能用X2＋H2O===HXO＋HX表示；B项，HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱；D项，F2的性质极为活泼，遇盐溶液先和水反应，故不能将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来。
3．(2019·洛阳一中月考)下列有关碱金属元素和卤素的说法中，错误的是( )
A．溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈
B．碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟原子得电子的能力最强
C．钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
D．随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低
答案 D
解析 溴的非金属性强于碘，故溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈，A项正确；碱金属元素中，锂的金属性最弱，故锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟的非金属性最强，故氟原子得电子的能力最强，B项正确；钾的金属性比钠强，故钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，C项正确；随核电荷数的增加，碱金属元素单质的熔、沸点逐渐降低，卤素单质的熔、沸点逐渐升高，D项不正确。
4．(2019·山东济宁实验中学高一月考)镭是元素周期表中第七周期ⅡA族元素，关于其叙述不正确的是( )
A．镭的金属性比钙弱
B．单质能与水反应生成H2
C．在化合物中呈＋2价
D．碳酸镭难溶于水
答案 A
解析 A错，镭和钙同处于第ⅡA族，镭比钙原子半径大，则镭比钙金属性强；B对，钙与水反应生成Ca(OH)2和H2，据此推测镭能与水反应生成H2；C对，镭处于第ⅡA族，原子的最外层有2个电子，故形成的化合物中镭元素显＋2价；D对，MgCO3微溶于水，CaCO3难溶于水，据此推测碳酸镭难溶于水。
5．已知铷(Rb)是37号元素，其相对原子质量是85.5，与钠同主族，回答下列问题：
(1)铷位于第________周期，其原子半径比钠元素的原子半径________(填“大”或“小”)。
(2)铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：________________________________。
铷单质易与水反应，反应的离子方程式为____________________________________________，实验表明，铷与水反应比钠与水反应________(填“剧烈”或“缓慢”)；反应过程中铷在水________(填“面”或“底”)与水反应，原因是______________________________________。
(3)同主族元素的同类化合物的化学性质相似，写出过氧化铷与CO2反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________。
答案 (1)五 大 (2)2Rb＋Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2RbCl 2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑ 剧烈 底 铷的密度比水的密度大 (3)2Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O2
解析 (2)Rb的密度比水大，遇水后沉在水底与水反应，铷的还原性比钠强，与水反应比钠剧烈。(3)可根据钠的相应化合物发生的反应进行类推。
A组 基础对点练
题组一 碱金属元素
1．钾的下列性质与少量的钾保存在煤油中无关的是( )
A．单质钾的密度比煤油大
B．可用小刀片切割金属钾
C．钾易与空气反应
D．单质钾的还原性很强
答案 B
解析 钾沉在煤油中说明其密度比煤油大，A项有关；可用小刀片切割金属钾，说明钾的硬度较小，B项无关；钾保存在煤油中是为了防止其与空气中的氧气、水蒸气等反应，C、D项有关。
【考点】 碱金属的性质差异
【题点】 碱金属的性质对比
2．钾和钠的化学性质相似，下列说法能较好地解释这个事实的是( )
A．原子最外层电子数相同
B．都是金属元素
C．原子半径相差不大
D．最高化合价相同
答案 A
解析 结构决定性质，影响金属化学性质的主要因素是其原子核外电子排布情况，尤其是最外层电子数。钾原子和钠原子的最外层电子数均为1，故对应单质的化学性质相似。
【考点】 结构决定性质
【题点】 最外层电子数决定化学性质
3．(2019·青岛高一期末)下列关于碱金属的叙述错误的是( )
A．它们都能在空气中燃烧生成M2O(M指碱金属元素)
B．它们都能与水反应生成氢气和碱
C．随核电荷数的递增，它们所形成的阳离子的氧化性依次减弱
D．碱金属中密度最小的是锂
答案 A
解析 Na在空气中燃烧生成过氧化钠，K在空气中燃烧生成超氧化钾，A项错误；碱金属与水反应的产物均是碱和氢气，只是剧烈程度不同，B项正确；随着核电荷数的递增，碱金属元素所形成阳离子的氧化性逐渐减弱，C项正确；随着原子序数的递增，碱金属的密度呈增大趋势(K反常)，密度最小的是锂，D项正确。
【考点】 碱金属的性质差异
【题点】 碱金属的性质递变规律
4．已知金属钾有如下性质：
①钾的密度比水小 ②钾的熔点低 ③钾与水反应时放出热量 ④钾与水反应后溶液呈碱性
某学生将一小块金属钾投入滴有酚酞溶液的水中，这一实验能证明上述四点性质中的( )
A．①④ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
答案 D
解析 类比钠与钾性质的相似性与递变性。钾、钠与水反应的现象相似，但钾比钠活泼，与水反应更剧烈。
【考点】 碱金属的性质
【题点】 碱金属的性质
5．下列叙述正确的是( )
A．碱金属性质相似，均为银白色(铯除外)的柔软金属，密度都比较小
B．碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C．碱金属单质的熔、沸点随原子序数的增加而升高
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
答案 A
解析 碱金属性质相似，均为银白色(铯除外)的柔软金属，密度都比较小，A正确；碱金属单质在空气中燃烧，生成物并不全是过氧化物，如锂只生成氧化物，而钾还能生成比过氧化物更复杂的超氧化物，B不正确；碱金属单质的熔、沸点随原子序数的增加而降低，C不正确；Na、K都可以保存在煤油中，Li的密度更小，要保存在石蜡中，D不正确。
【考点】 碱金属的性质差异
【题点】 碱金属的性质递变规律
题组二 卤族元素
6．某原子的结构示意图为，下列关于该原子的说法不正确的是( )
A．核电荷数为17
B．核外有3个电子层
C．属于非金属元素原子
D．在化学反应中容易失去1个电子
答案 D
解析 根据原子结构示意图可知核电荷数是17，A项正确；核外有3个电子层，B项正确；该元素是氯元素，属于非金属元素，C项正确；最外层电子数是7，在化学反应中容易得到1个电子达到8电子稳定结构，D项错误。
【考点】 卤族元素原子的结构特点
【题点】 卤族元素原子的结构特点
7．下列各组物质性质比较的表示中，正确的是( )
A．还原性：HF>HCl>HBr>HI
B．稳定性：HFC．与水反应由易到难：Cl2>Br2>I2>F2
D．密度：F2答案 D
解析 A项应为HI>HBr>HCl>HF；B项应为HF>HCl>HBr>HI；C项应为F2>Cl2>Br2>I2。
【考点】 卤族元素的性质
【题点】 卤族元素的性质递变规律
8．随着卤族元素原子半径的增大，下列递变规律正确的是( )
A．单质的熔点逐渐降低
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．单质的氧化性逐渐增强
答案 B
【考点】 卤族元素的性质
【题点】 卤族元素的性质递变规律
9．下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的叙述，正确的是( )
①单质的氧化性增强 ②单质的颜色加深 ③气态氢化物的稳定性增强 ④单质的沸点升高 ⑤阴离子的还原性增强
A．①②③ B．②③④
C．②④⑤ D．①③⑤
答案 C
解析 F2、Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱，其对应的阴离子F－、Cl－、Br－、I－的还原性依次增强，故①叙述错误、⑤叙述正确；F2、Cl2、Br2、I2的颜色由淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色逐渐加深，②叙述正确；HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，③叙述错误；F2、Cl2、Br2、I2在通常情况下其状态变化为气→液→固，则沸点逐渐升高，④叙述正确，C正确。
【考点】 卤族元素的性质
【题点】 卤族元素的性质递变规律
10．(1)常见卤素氢化物中最不稳定的是__________(写化学式)。
(2)下列单质的熔、沸点随原子序数递增而升高的是_______________________(填字母，下同)。
A．碱金属元素 B．卤族元素
(3)下列反应中，更剧烈的是__________。
A．钠与水反应 B．钾与水反应
(4)取下列溶液分装于两试管中，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯化碳层显紫红色的是__________。
A．溴化钠溶液 B．碘化钾溶液
答案 (1)HI (2)B (3)B (4)B
解析 常见卤素中碘元素的非金属性最弱，氢化物最不稳定的是HI；碱金属元素的单质熔、沸点随原子序数的递增而降低，卤素单质熔、沸点随原子序数的递增而升高；钾比钠活泼，与水反应更剧烈；氯水与NaBr、KI溶液分别生成Br2、I2，而二者的四氯化碳溶液分别为橙红色、紫红色。
B组 综合强化练
1．下列各性质中符合图示关系的是( )
①化合价 ②ROH的碱性 ③密度 ④最外层电子数 ⑤核外电子层数 ⑥单质失e－能力
A．②④⑤⑥ B．②⑤⑥
C．②③⑤⑥ D．①②③⑤
答案 B
【考点】 碱金属的性质差异
【题点】 碱金属的性质递变规律
2．(2019·长沙一中高一检测)可能存在的第119号元素被称为“类钫”，据元素周期表结构及元素性质变化趋势，有关“类钫”的预测说法正确的是( )
A．“类钫”在化合物中呈＋1价
B．“类钫”属于过渡元素，具有放射性
C．“类钫”单质的密度小于1 g·cm－3
D．“类钫”单质有较高的熔点
答案 A
解析 119号元素应位于第八周期ⅠA族，属于碱金属元素，类比碱金属的性质可知A项正确。
【考点】 碱金属的性质差异
【题点】 碱金属的性质递变规律
3．下列说法正确的是( )
A．F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8
B．由HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I非金属性递增的规律
C．卤族元素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加，电子层数增多，原子半径增大，原子核对电子的吸引作用减弱
D．根据卤族元素性质的递变规律可知，单质砹难溶于CCl4
答案 C
解析 F原子的次外层电子数为2，Br原子的次外层电子数为18，A项错误；元素的非金属性强弱可根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断，B项错误；由碘单质易溶于四氯化碳，可推知砹单质易溶于CCl4，D项错误。
【考点】 卤族元素的性质
【题点】 卤族元素的性质递变规律
4．下列关于卤族元素的叙述正确的是(用X表示卤素原子)( )
A．随核电荷数的增加，X－的半径逐渐增大，还原性逐渐减弱
B．随核电荷数的增加，氢化物的稳定性逐渐增强
C．单质与水反应均可表示为X2＋H2O===HX＋HXO
D．随核电荷数的增加，单质的颜色逐渐加深
答案 D
解析 随核电荷数的增加，X－的电子层数逐渐增多，离子半径逐渐增大，离子的还原性逐渐增强，故A项错误；卤族元素由上到下，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，故B项错误；氯、溴、碘单质与水反应可表示为X2＋H2O===HX＋HXO，氟单质和水反应生成的是HF和O2，故C项错误；卤族元素由上到下，单质的颜色逐渐加深，故D项正确。
【考点】 卤族元素的性质
【题点】 卤族元素的性质递变规律
5．部分卤族元素的某种性质A随核电荷数的变化趋势如图所示，则A可能表示( )
A．原子半径 B．氢化物的稳定性
C．原子的电子层数 D．单质的密度
答案 B
解析 A项，从氯到碘，原子半径逐渐增大，不符合题意；B项，从HCl到HI，稳定性逐渐减弱，符合题意；C项，从Cl到I，原子的电子层数逐渐增多，不符合题意；D项，从Cl2到I2，单质的密度逐渐增大，不符合题意。
6．如图所示是氯气的制备以及氯、溴、碘的非金属性比较实验，充分反应一段时间后，打开装置D的活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察实验现象，已知卤族元素的单质易溶于有机溶剂苯，下列说法正确的是( )
A．F2不能与NaCl溶液反应置换出氯气
B．装置B中可盛放水吸收氯气中的HCl气体
C．装置E下层呈现紫红色
D．装置E中有机试剂层呈现紫红色，能说明非金属性：Br>I
答案 A
解析 A项，F2极易与水反应生成氟化氢和氧气，所以F2不能与NaCl溶液反应置换出氯气，正确；B项，氯气易与水反应生成次氯酸和盐酸，所以不能用水吸收氯气中的杂质，错误；C项，苯的密度比水的小，应在上层，所以装置E上层呈现紫红色，错误；D项，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，但过量的氯气也会氧化碘离子生成碘单质，造成干扰，所以不能证明非金属性：Br>I，错误。
7．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______________________________________________。
(3)乙单质与丙单质反应的化学方程式为____________________________________________。
(4)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ⅠA族
(2)2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑ (3)4Li＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2Li2O (4)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ⅠA族。(2)甲的单质与水反应的离子方程式为2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑。(3)乙单质与丙单质反应的化学方程式为4Li＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2Li2O。(4)金属性：K＞Li，元素的金属性越强，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。
8．根据下图所示装置回答以下问题。已知：①KMnO4常温下与浓盐酸反应可制得Cl2。②H2SiO3不溶于水。
(1)利用如图装置可以验证元素非金属性的变化规律。图中A装置的名称是_______________。干燥管D的作用是_______________________________________________________________。
(2)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性强于硫，烧瓶中发生反应的离子方程式为______________________________________。
装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为______________________________。
(3)若要用此装置证明酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，进而证明非金属性：N＞C＞Si，从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到的物质：
①稀HNO3 ②稀盐酸 ③碳酸钙 ④Na2SiO3溶液 ⑤SiO2
试剂A与C分别为________(填序号)；试管中发生反应的离子方程式为___________________
_______________________________________________________________________________。
有同学认为此实验不能说明N、C、Si的非金属性强弱，你认为原因是______________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)分液漏斗 防倒吸
(2)2MnOeq \\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－ (3)①④ CO2＋H2O＋SiOeq \\al(2－,3)===H2SiO3↓＋COeq \\al(2－,3) HNO3有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸
解析 (2)设计实验验证非金属性：Cl＞S，利用氯气与Na2S的氧化还原反应可验证，则装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S溶液，烧瓶中发生反应的离子方程式为2MnOeq \\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O；装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，装置C中发生反应的离子方程式为Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－。(3)探究元素非金属性强弱，由图可知应是利用最高价含氧酸的酸性强弱比较，所以A中试剂为稀硝酸，B中为碳酸钙，C中为Na2SiO3溶液；所以试剂A、C分别为①、④。试管中为Na2SiO3溶液，向其中通入CO2生成硅酸白色沉淀，发生反应的离子方程式为CO2＋H2O＋SiOeq \\al(2－,3)===H2SiO3↓＋COeq \\al(2－,3)；通入试管中的CO2气体中混有挥发出的硝酸，硝酸也能与硅酸钠溶液反应生成硅酸，无法确定CO2是否与硅酸钠溶液反应，即不能说明N、C、Si的非金属性强弱。原子
最外层电子数特点
得失电子情况
化学性质
稀有气体元素
都为8(氦为2)
不易得失
稳定
金属元素
一般少于4
易失去
不稳定
非金属元素
多于4
易得到
不稳定
元素名称
锂
钠
钾
铷
铯
元素符号
Li
Na
K
Rb
Cs
核电荷数
3
11
19
37
55
原子结构
示意图
原子半径/nm
0.152
0.186
0.227
0.248
0.265
相同点
最外层均有1个电子，均有较强还原性
递变性
从Li到Cs随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大
F2
Cl2
Br2
I2
颜色、状态
淡黄绿色气体
黄绿色气体
深红棕色液体
紫黑色固体
密度
逐渐增大
熔、沸点
逐渐升高
溶解性
在水中溶解度小(F2与H2O反应)，在有机溶剂中溶解度大
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
暗处
H2＋F2===2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
H2＋Cl2eq \(=======,\s\up7(光照或点燃))2HCl
较稳定
Br2
加热
H2＋Br2eq \(=====,\s\up7(△))2HBr
不如氯化氢稳定
I2
不断加热
H2＋I2eq \(,\s\up7(△))2HI
不稳定，同一条件下同时分解
结论
从F2到I2，与H2化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱
实验操作
实验现象
离子方程式
结论
振荡静置后，溶液由无色变为橙黄色
2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
氧化性：Cl2>Br2>I2
振荡静置后，溶液由无色变为褐色
2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
振荡静置后，溶液由无色变为褐色
2I－＋Br2===I2＋2Br－