2021-2022学年福建省宁化第一中学高一(下)学期阶段考试化学试卷(第1次)(含答案解析)
展开2021-2022学年福建省宁化第一中学高一(下)学期阶段考试化学试卷(第1次)
1. 化学与生产、生活社会发展息息相关,下列说法错误是( )
A. 门捷列夫发现元素周期律并编制了第一张元素周期表,使化学的研究变得有规律可循
B. 嫦娥五号带回的“快递”——“月壤”中富含“完美能源” 3He, 3He和 4He是同种核素
C. “华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是单质硅
D. 盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
2. 某不带电荷的微粒含有6个电子,7个中子,则它的化学符号可表示为( )
A. 13Al B. 7N C. 6C D. 13C
3. 元素周期表是元素周期律的具体表现形式。下列说法正确的是( )
A. 元素原子结构决定了元素在周期表中的位置
B. 同一周期从左到右,元素的金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱
C. 最外层是二个电子的元素全部是金属元素
D. 可在过渡元素中寻找半导体材料
4. 下列化学用语正确的是( )
A. 硫离子的结构示意图: B. 中子数为16的磷原子: 31P
C. 氨气的电子式: D. HClO的结构式:H−Cl−O
5. 几种短周期元素的原子半径及主要化合价见下表:
元素符号
X
Y
Z
R
T
原子半径(nm)
0.160
0.186
0.102
0.143
0.074
主要化合价
+2
+1
−2,+4,+6
+3
−2
根据表中信息,判断以下说法正确的是( )
A. 单质与稀硫酸反应的速率快慢:R>X>Y
B. 离子半径:T2−>X2+
C. 元素最高价氧化物的水化物的碱性:Y>R>X
D. 单质与氢气化合由易到难:Z>T
6. 下列关于碱金属元素和卤素的说法中,错误的是( )
A. 钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
B. 溴单质与水的反应比氯单质与水的反应更剧烈
C. 随核电荷数的增加,碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大
D. 碱金属元素中,锂原子失去最外层电子的能力最弱
7. 下列关于二氧化硅的说法正确的是( )
A. 二氧化硅是酸性氧化物,所以二氧化硅能溶于水生成硅酸
B. 将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸
C. 因为高温条件下二氧化硅与碳酸钠反应能放出二氧化碳,所以硅酸酸性比碳酸强
D. 二氧化硅是酸性氧化物,不能与任何酸反应
8. M、R均为主族元素,已知M的一个原子失去2个电子,R的一个原子得到1个电子后形成稀有气体元素的电子层结构。下列关于M与R形成的化合物的叙述正确的是
( )
A. M与R可以形成MR2型离子化合物
B. 在MR2中M的离子半径比R的离子半径大
C. 形成的两种离子分别是M+和R2−
D. MR2的电子式为
9. 短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的原子在周期表中半径最小,Y的次外层电子数是其最外层的13,Z单质可与冷水缓慢反应产生X单质,W与Y属于同一主族。下列叙述正确的是( )
A. 原子半径:W>Z>Y
B. 阴离子的还原性:W>Y
C. X的氧化物中不可能含非极性键
D. 由Y元素形成的简单离子与W元素形成的简单离子的核外电子总数可能相同
10. 下列说法中,正确是( )
A. 非金属元素之间形成的化合物一定是共价化合物
B. 在气态单质分子中不一定存在着共价键
C. 两个原子或多个原子之间的相互作用叫化学键
D. 离子化合物中一定含有离子键,不存在共价键
11. 下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是( )
选项
A
B
C
D
物质
MgCl2
CO2
HCl
NaOH
化学键类型
离子键、共价键
共价键
离子键
离子键
化合物类型
离子化合物
共价化合物
离子化合物
离子化合物
A. A B. B C. C D. D
12. 从海水中提取溴的化工生产流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 反应①所用的氯气可通过电解饱和NaCl溶液制得
B. 除去“粗盐”中的Ca2+、Mg2+、SO42−,加入试剂的先后顺序为纯碱、烧碱和BaCl2
C. 反应②的离子方程式为SO32−+Br2+H2O=SO42−+2H++2Br−
D. 操作Ⅰ可以通入热空气吹出溴,操作Ⅱ可以是蒸馏
13. 下列说法中正确的是( )
①离子化合物中一定有离子键,可能有共价键
②NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是1:1
③非金属单质中一定不含离子键,一定只含共价键
④氯化氢溶于水断裂共价键,故过程为化学变化
⑤熔融AlCl3不导电,所以AlCl3是非电解质
⑥非极性键可能存在于非金属单质中,也可能存在于离子化合物或共价化合物中
A. ①④⑤ B. ①③④⑥ C. ①⑥ D. ①②⑥
14. 元素周期律发现是近代化学史上的一座里程碑。下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A. Na2CO3溶液中加亚硫酸,产生气泡
B. 常温下,形状和大小相同的Mg、Al与同浓度盐酸反应,Mg条更剧烈
C. 气态氢化物的稳定性:H2O>H2S
D. Cl2从NaBr溶液中置换出Br2
15. 下列叙述不正确的是( )
A. ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物,也可形成离子化合物
B. 熔融状态或水溶液可导电的化合物一定是离子化合物
C. 使阴、阳离子结合形成化合物的静电作用,叫作离子键
D. 含有离子键的化合物一定是离子化合物
16. 下列实验不能达到目的的是( )
A
B
C
D
灼烧海带
用该装置分离苯和水
验证非金属性:Cl>C>Si
实验室利用该装置制备少量氯气
A. A B. B C. C D. D
17. 下表是元素周期表的一部分,针对表中的①∼⑩种元素,请用化学用语回答下列问题:
族周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑥
⑦
⑧
3
①
③
⑤
⑩
⑨
4
②
④
(1)元素⑩在周期表中的位置是_______,其氧化物的用途_______(任写一种)。
(2)在⑤∼⑧元素中,原子半径最大的是_______(填元素符号,下同),非金属性最强的元素是_______。
(3)写出元素①和⑧的单质在加热条件下反应生成的化合物的电子式:_______。
(4)③、⑤、⑧所形成的离子,其半径由小到大的顺序是_______(填离子符号)。
(5)①∼⑨中元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是_______(填物质化学式);呈两性的氢氧化物是_______(填物质化学式),该化合物与NaOH溶液反应的离子方程式为_______。
(6)表中元素⑦和氢元素可形成一种相对分子质量为32的化合物Y,⑧与氢元素按原子个数比1:1形成的化合物X,X与Y发生氧化还原反应,生成⑦单质和⑧的另一种氢化物,写出该反应的化学方程式_______。
18. Ⅰ.按要求填空:
(1)有① 816O、 817O、 818O;②H2、D2、T2;③石墨、金刚石;④ 11H、 12H、 13H;四组微粒或物质。互为同位素的是_______(填编号,下同),互为同素异形体的是_______。
Ⅱ.已知N2(g)和O2(g)反应生成2mol NO(g)吸收180kJ能量,反应过程中能量变化如图所示。
(2)该反应中反应物所具有的总能量_______(填“高于”或“低于”)生成物的总能量。
(3)1mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收_______kJ能量。
(4)断裂1mol N≡N键吸收的能量即x值为_______。
Ⅲ.如表所示是部分短周期元素的性质或原子结构特点。请回答下列问题:
元素代号
元素性质或原子结构
T
M层上有6个电子
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性
Z
元素最高正价是+7价
W
其最高价氧化物对应水化物既能跟酸反应,又能跟强碱反应
(5)元素X的一种质子数与中子数相同的核素符号为_______。
(6)元素Z与元素T相比,元素原子得电子能力较强的是_______(用元素符号表示)。下列表述中能证明这一事实的是_______。(填序号)
a.常温下Z的单质和T的单质状态不同
b.Z元素的简单氢化物比T元素的简单氢化物稳定
c.一定条件下Z和T单质都能与氢氧化钠溶液反应
(7)T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应水化物中性质明显不同于其他三种的是_______(填化学式),理由是_______。
(8)T的低价氧化物与Z的单质等体积混合后通入溶液中发生的反应是_______。(用化学方程式表示)
19. 为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是_______ (从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处)。
A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.干燥器
(2)步骤⑤的实验操作名称是_______。
(3)操作⑤选用苯的理由是_______。
A. 苯不溶于水 B.苯的密度比水小
C. 碘在苯中比在水中溶解度更大 D.苯与碘水不反应
(4)④过程的离子方程式_______。
(5)从I2-CCl4溶液中提取碘可用反萃取法,其流程如下:
以下是反萃取过程的操作,请按要求填空:
①操作1中向装有I2的CCl4溶液的_______(填仪器名称)中加入少量6mol/LNaOH溶液,反应的离子方程式为_______;
②振荡至溶液的_______色消失,静置、分层,则_______(填“上”、“下”)层为CCl4;
③将含碘的碱溶液从仪器的_______(填“上”、“下”)口倒入烧杯中;
④边搅拌边加入几滴45% H2SO4溶液,溶液立即转为棕黄色,并析出碘晶体。
20. 某化学兴趣小组用下列实验装置和试剂,设计实验比较硫和氯的非金属性强弱,并收集纯净干燥的氯气,D为尾气吸收装置,回答下列问题:(已知:4HCl(浓)+MnO2ΔMnCl2+Cl2↑+2H2O)
(1)E装置的作用是_______,D装置中反应的离子方程式为_______。
(2)装置连接顺序为A−_______。
(3)若F中出现_______现象,发生的离子反应方程式为_______可证明非金属性:硫_______氯(填“>”或“<”)
(4)在A装置的反应中,当有0.2mol电子发生转移时,理论上有_______L标准状况下的Cl2产生。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.1869年,门捷列夫发现元素周期律,并编制出元素周期表,使化学学习和研究变得有规律可循,故A正确;
B. 3He和 4He是He元素的不同核素,中子数不同,二者互为同位素,故B错误;
C.Si单质是良好的半导体材料,可以做硅芯片,“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是单质硅,故C正确;
D.二氧化硅能与NaOH溶液反应生成具有很强黏性的硅酸钠,所以盛放碱液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞,应该用橡皮塞,故D正确;
故选:B。
2.【答案】D
【解析】因该粒子不带电荷,说明该粒子为中性,含有6个质子,所以为碳原子,该碳原子中含有6个电子,7个中子,所以质量数A=质子数+中子数=6+7=13,故该粒子的化学符号是 13C,综上所述故选D。
3.【答案】A
【解析】A.电子层相同的元素排在同一横行,自左而右按核电荷数递增顺序排列,不同横行中最外层电子数相同的元素,按电子层增多的顺序由上而下排成纵行,故元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置,A正确;
B.同一周期从左到右,元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强,B错误;
C.原子最外层有两个电子,可能为He、第IIA 族或某些过渡金属元素,当为He时,所以不一定金属元素,C错误;
D.在金属与非金属性交界处寻找半导体材料,在过渡元素中寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料,D错误;
4.【答案】B
【解析】A.S是16号元素,S2−核外电子排布是2、8、8,故S2−结构示意图为: ,A错误;
B.中子数为16的磷原子质量数为15+16=31,可表示为1531P,也可以简写为 31P,B正确;
C.氨气分子中N原子上还存在1对孤电子对,故NH3的电子式为: ,C错误;
D.HClO分子中O原子分别与H、Cl原子各形成1对共用电子对,使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构,其结构式为H−O−Cl,D错误;
5.【答案】B
【解析】
【分析】
Z、T主要化合价均有−2价,而Z的主要化合价还有+4、+6,因此Z为S,T为O,X的主要化合价为+2价,则X位于IIA族,因原子半径大于S,且X为短周期元素,则X为Mg,Y的主要化合价为+1价,则Y位于IA族,因原子半径大于X,且Y为短周期元素,则Y为Na,R主要化合价为+3价,则R位于IIIA族,因原子半径大于S,则R为Al,据此解答。
【详解】
由上述分析可知,X为Mg,Y为Na,Z为S,R为Al,T为O,
A.因金属性:Na>Mg>Al,则与稀硫酸反应的速率为:Y>X>R,故A错误;
B.O2−核外电子排布与Mg2+相同,核内质子数越大的离子半径越小,因此半径:T2−>X2+,故B正确;
C.因金属性:Na>Mg>Al,则对应元素最高价氧化物的水化物的碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故C错误;
D.因非金属性:O>S,则单质与氢气化合由易到难为:T>Z,故D错误;
故答案为:B。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
同主族元素,从上到下,随核电荷数的增加,原子半径依次增大,金属性依次增强,非金属性依次减弱。
【详解】
A项、元素金属性越强、金属单质与水或与酸反应越剧烈,同主族元素,钾的金属性强于钠,则钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈,故A正确;
B项、氯元素非金属性强于溴元素,但氯单质与水的反应比溴单质与水的反应更剧烈,故B错误;
C项、同主族元素,从上到下,随核电荷数的增加,原子半径依次增大,则碱金属元素和卤素的原子半径随核电荷数的增加都逐渐增大,故C正确;
D项、同主族元素,从上到下,随核电荷数的增加,原子半径依次增大,金属性依次增强,失去最外层电子的能力依次增强,则碱金属元素中锂原子失去最外层电子的能力最弱,故D正确。
7.【答案】B
【解析】A.二氧化硅能和碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物,但是二氧化硅难溶于水,也不能和水反应,A错误;
B.碳酸的酸性强于硅酸,因此将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以发生复分解反应得到硅酸,B正确;
C.碳酸的酸性强于硅酸,C错误;
D.二氧化硅是酸性氧化物,但是二氧化硅可以和氢氟酸反应,D错误;
8.【答案】A
【解析】
【分析】
元素M的一个原子失去2个电子得到稳定结构,故M处于ⅡA族,R的一个原子得到一个电子后形成稀有气体元素的电子层结构,故处于ⅦA族,二者可以形成MR2型离子化合物,据此解答。
【详解】
元素M的一个原子失去2个电子得到稳定结构,故M处于ⅡA族,R的一个原子得到一个电子后形成稀有气体元素的电子层结构,故处于ⅦA族,二者可以形成MR2型离子化合物,则
A.M形成+2价阳离子,R形成−1价阴离子,二者可以形成MR2型离子化合物,故A正确;
B.离子电子层与核电荷数不能确定,故离子半径大小不能确定,M的离子半径可能比R的离子半径小,也可能大,如Mg2+
C.形成的两种离子分别是M2+和R−,故C错误;
D.MR2的电子式为,故D错误,
故答案选A。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的原子在周期表中半径最小,X为H;Y的次外层电子数是其最外层的13,则Y核外电子排布是2、6,Y为O;Z单质可与冷水缓慢反应产生X单质,则Z为Mg;W与Y属于同一主族,W为S,然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】
由上述分析可知:X为H、Y为O、Z为Mg、W为S元素。
A.同周期从左到右原子半径依次减小,不同周期元素,原子核外电子层数越多,原子半径就越大,则原子半径大小关系为:Z(Mg)>W(S)>Y(O),A错误;
B.元素的非金属性越强,对应阴离子的还原性越弱,Y为O,W为S,元素的非金属性:O>S,则阴离子的还原性:W(S2−)>Y(O2−),B正确;
C.X为H,其氧化物H2O2中含有非极性键,C错误;
D.Y为O,W为S,Y元素形成的离子O2−核外电子总数是10个,W元素形成的简单离子S2−的核外电子总数为18,二者核外电子总数不相同,D错误;
10.【答案】B
【解析】A.非金属元素之间形成的化合物不一定是共价化合物,例如氯化铵,错误;
B.在气态单质分子中不一定存在着共价键,例如稀有气体单质,正确;
C.直接相邻的原子或离子间存在的强烈的相互作用叫化学键,故C错误;
D.离子化合物中一定含有离子键,也可能存在共价键,如氢氧化钠,错误;
11.【答案】B
【解析】A.氯化镁中只含有氯离子和镁离子形成的离子键,故A错误;
B.CO2只含碳原子和氧原子形成的共价键,属于共价化合物,故B正确;
C.HCl中只含氢原子和氯原子形成的共价键,属于共价化合物,故C错误;
D.NaOH中除含有离子键外,还含有氧原子和氢原子形成的共价键,故D错误;
综上所述答案为B。
12.【答案】B
【解析】
【分析】
海水淡化得到粗盐、母液、淡水,粗盐提纯得到饱和氯化钠溶液,电解生成氯气,氯气通入母液中氧化溴离子生成溴单质,得到低浓度的溴,通入热空气吹出溴,加入亚硫酸钠溶液吸收溴单质生成溴离子,再通入氯气氧化溴离子生成溴单质,得到溴的浓溶液,加入萃取剂,萃取分液,再蒸馏得到溴单质为工业溴;
【详解】
A.电解饱和NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气,则反应①所用的氯气可通过电解饱和NaCl溶液制得,故A正确;
B.粗盐样品含有Ca2+、Mg2+、SO42−,除去Ca2+用过量的Na2CO3溶液,除去Mg2+用氢氧根离子,除去SO42−用钡离子,由于加入的试剂均过量,则加入Na2CO3溶液应该放在氯化钡溶液之后,故B错误;
C.亚硫酸钠和溴单质发生氧化还原反应,生成硫酸钠和溴化氢,反应的离子方程式:SO32−+Br2+H2O=SO42−+2H++2Br−,故C正确;
D.分析可知,操作I是通入热空气吹出溴,挥发出的溴单质被亚硫酸钠溶液吸收,操作Ⅱ可以是用有机溶剂萃取溴单质、分液得到溴的有机溶液,最后蒸馏得到溴单质,故D正确;
13.【答案】D
【解析】【详解】
①离子化合物中一定有离子键,可能有共价键,如氢氧化钠中含有离子键和氢氧极性键,故正确;
②硫酸氢钠固体中含有钠离子和硫酸氢根离子,阳离子和阴离子的个数比是1:1,故正确;
③非金属单质不一定存在共价键,如稀有气体中不存在化学键,只存在分子间作用力,故错误;
④氯化氢溶于水只断裂共价键,没有化学键形成,不属于化学变化,故错误;
⑤氯化铝是共价化合物,熔融氯化铝不导电,但溶于水能导电,所以氯化铝是电解质,故错误;
⑥氧气为非金属单质,含有氧氧非极性键,过氧化钠为离子化合物,含有氧氧非极性键,过氧化氢为共价化合物,含有氧氧非极性键,故正确;
①②⑥正确,故选D。
14.【答案】A
【解析】A.亚硫酸不是最高价含氧酸,碳酸钠与亚硫酸反应,不能比较非金属性强弱,则与元素周期律无关,故A符合;
B.Mg比Al活泼,金属越活泼,反应越剧烈,与元素周期律有关,故B不符合;
C.非金属性O>S,元素的非金属性越强,对应的最简单气态氢化物越稳定,与元素周期律有关,故C不符合;
D.非金属性Cl>Br,元素的非金属性越强,对应的单质的氧化性越强,与元素周期律有关,故D不符合;
15.【答案】B
【解析】A.ⅠA族的H元素与ⅦA族元素间可形成共价化合物,ⅠA族的金属元素与ⅦA族元素间可形成离子化合物,A正确;
B.熔融状态可导电的化合物一定是离子化合物,水溶液可导电的化合物可能是离子化合物也可能是共价化合物,如NaCl和HCl,B错误;
C.离子键指阴、阳离子结合形成化合物的静电作用,C正确;
D.离子化合物指含有离子键的化合物,含有离子键的化合物一定是离子化合物,D正确;
16.【答案】C
【解析】A.灼烧海带要在坩埚中进行,能达到目的,A正确;
B.苯和水是互不相溶的两层液体物质,分离时要使用分液漏斗进行,能达到目的,B正确;
C.浓盐酸与Na2CO3发生反应产生NaCl、H2O、CO2,H2O、CO2能够与Na2SiO3溶液反应产生H2SiO3,但浓盐酸具有挥发性,挥发的盐酸也可以与Na2SiO3溶液反应产生H2SiO3,因此只能证明酸性:HCl>H2CO3,且HCl不是Cl元素的最高价含氧酸,因此不能证明元素的非金属性:Cl>C>Si,C错误;
D.浓盐酸与MnO2混合加热,发生氧化还原反应产生MnCl2、Cl2、H2O,因此实验室可以利用该装置制备少量氯气,D正确;
17.【答案】(1)第三周期第ⅣA族 ; 制造光导纤维(制造光学仪器等)
(2)Al; O
(3)
(4)Al3+
(6)N2H4+2H2O2=N2+4H2O
【解析】
【分析】
根据元素在周期表的位置可知:①是Na,②是K,③是Mg,④是Ca,⑤是Al,⑥是C,⑦是N,⑧是O,⑨是Cl,⑩是Si,然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【小问1详解】
⑩是Si,原子核外电子排布是2、8、4,根据元素位置与原子结构关系可知Si在元素周期表中位于第三周期第ⅣA族;其氧化物SiO2可作光导纤维或制造光学仪器等;
【小问2详解】
对于电子层结构不同的原子,原子核外电子层数越多,原子半径越大;同一周期元素,原子序数越大,原子半径就越小,则在⑤∼⑧元素中,⑤是Al是第三周期元素,⑥是C、⑦是N、⑧是O,这三种非金属元素都是第二周期元素,因此原子半径最大的是第三周期的Al元素;
Al是金属元素,C、N、O是同一周期的非金属元素,原子序数越大,元素的非金属性越强,则在上述几种元素中,非金属性最强的是O元素;
【小问3详解】
①是Na,⑧是O,二者的单质在加热时反应产生Na2O2,该化合物为离子化合物,电子式为:;
【小问4详解】
③是Mg,⑤是Al,⑧是O,它们形成的简单离子分别是Mg2+、Al3+、O2−,三种离子核外电子排布相同,离子核外电子排布都是2、8。对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径就越小,则离子半径由小到大的顺序为:Al3+
在①∼⑨中元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4;呈两性的氢氧化物是Al(OH)3;Al(OH)3与NaOH溶液反应产生NaAl(OH)4,该反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=Al(OH)4−;
【小问6详解】
⑦是N,N、H两种元素形成的相对分子质量为32的化合物Y为N2H4。⑧是O,H、O两种元素形成的原子个数比是1:1的化合物X为H2O2,二者会发生氧化还原反应产生N2、H2O,根据电子守恒、原子守恒,可得该反应的化学方程式为:N2H4+2H2O2=N2+4H2O。
18.【答案】(1)①④ ;③
(2)低于
(3)632
(4)946
(5) 612C
(6)Cl; b
(7)H2CO3 ; H2CO3是弱酸
(8)SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
【解析】
【分析】
III.T的M层上有6个电子,其核外电子数为16,则T为S元素;X最外层电子数是次外层电子数的2倍,则X为第二周期元素,为C元素;常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性可知单质为N2,氢化物的水溶液是NH3⋅H2O,则Y为N元素;Z的元素最高正价是+7价,元素最高正价等于其族序数,则Z位于第ⅦA,由于F元素无正价,则Z为Cl元素;单质既能跟酸反应,又能跟强碱反应,都产生H2,该单质为金属Al,则W为Al元素,据此分析解答。
【小问1详解】
① 816O、 817O、 818O质子数相同,中子数不同,故互为同位素;②H2、D2、T2是由氢的同位素原子构成的氢分子,既不是同位素,也不是同素异形体;③石墨、金刚石都是由碳元素形成的不同单质,互为同素异形体;④ 11H、 12H、 13H质子数相同,中子数不同,故互为同位素;所以互为同位素的是:①④,互为同素异形体的是:③,故答案为:①④;③;
【小问2详解】
已知N2(g)和O2(g)反应生成2mol NO(g)吸收180kJ,则为吸热反应,则反应物所具有的总能量低于生成物的总能量,故答案为:低于;
【小问3详解】
由图中可知,断裂1molNO分子中的化学键,需要吸收632kJ能量,故答案为:632;
【小问4详解】
反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,该反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=(x+498−2×632)kJ/mol=180kJ/mol,解得x=946,故答案为:946;
【小问5详解】
X最外层电子数是次外层电子数的2倍,则X为第二周期元素,为C元素,质子数为6,元素C的一种质子数与中子数相同,则质量数为12,核素符号为 612C;
【小问6详解】
分析可知,Z为C,T为S元素,同一周期从左向右,元素的非金属性逐渐增强,故Cl元素与S元素相比,非金属性较强的是Cl元素。可根据元素周期律来选择判断能证明这一事实的选项:
a.单质的状态与相应元素的非金属性强弱之间不存在必然联系,a项错误;
b.相应元素的非金属性就越强,生成的氢化物的稳定性越强,故可以证明Cl元素的非金属性比较强,b项正确;
c.单质能与NaOH溶液反应与相应元素的非金属性强弱没有必然联系,c项错误;
故答案为:Cl;b;
【小问7详解】
T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物分别是:H2SO4、H2CO3、HNO3和HClO4,其中H2CO3性质不同于其他三种,因为只有H2CO3为弱酸,其余为强酸,故答案为:H2CO3;H2CO3为弱酸;
【小问8详解】
T的低价氧化物为二氧化硫,通入氯气的水溶液中,发生反应的化学方程式为:Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl。
19.【答案】(1)BDE
(2)萃取、分液
(3)ACD
(4)2I−+H2O2+2H+=I2+2H2O
(5)①分液漏斗 ; 3I2+6OH-=5I-+IO3−+3H2O ②紫红 ;下 ③ 上
【解析】
【分析】由流程可知:①为海带在坩埚中灼烧后;②为浸泡溶解;③为过滤分离出含碘离子的溶液,④中发生2I−+H2O2+2H+=I2+2H2O,得到含碘水溶液,⑤中加苯萃取并分液,⑥为蒸馏分离出碘。(5)向碘的四氯化碳溶液中加入6mol/LNaOH溶液,发生歧化反应,产生可溶性NaI、NaIO3、H2O,而与四氯化碳分层,然后分液,分液操作时应该采取“下流上倒”方法,然后向水溶液中加入少量稀硫酸,发生归中反应:5I−+IO3-+6H+=3I2+3H2O,得到I2单质。
【小问1详解】
步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是泥三角、坩埚、酒精灯,故合理选项是BDE;
【小问2详解】
操作⑤是向含有I2的水溶液中加苯萃取,然后分液,得到碘的苯溶液;
【小问3详解】
在操作⑤选用苯作萃取剂,是由于苯不溶于水,碘在苯中比在水中溶解度更大,且苯与碘水不反应,故合理选项是ACD;
【小问4详解】
④是在酸性条件下H2O2将I−氧化为I2,H2O2被还原为H2O,该反应的离子方程式为:2I−+H2O2+2H+=I2+2H2O;
【小问5详解】
在进行反萃取时,①操作1向装有I2的CCl4溶液的分液漏斗中加入少量6mol/LNaOH溶液,I2与NaOH发生歧化反应产生NaI、NaIO3、H2O,该反应的离子方程式为:3I2+6OH-=5I-+IO3−+3H2O;
②I2的CCl4溶液显紫色,若振荡至溶液紫红色消失,然后静置、分层,由于CCl4的密度比水大,且与水互不相溶,因此下层为CCl4层;
③分液时将含有碘的碱溶液从分液漏斗的上口倒入烧杯中;
④边搅拌边加入几滴45%H2SO4溶液,发生反应:5I−+IO3-+6H+=3I2+3H2O,反应产生I2使水溶液立即转为棕黄色,并析出碘晶体。
20.【答案】(1)除去Cl2中的HCl气体 ; Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O
(2)E→F→B→C→D(或F→E→B→C→D)
(3)淡黄色沉淀(浑浊);<;Cl2+S2−=2Cl−+S↓
(4)2.24
【解析】
【分析】
A装置制取Cl2,浓盐酸具有挥发性,所以生成的Cl2中含有HCl杂质,E装置中的饱和食盐水可除去氯气中的HCl,再经过F,通过发生反应:Cl2+S2−=2Cl−+S↓,则可根据液变浑浊,得出非金属性:Cl>S,浓硫酸能干燥Cl2,C装置用于用向上排空气法收集Cl2,尾气用D处理,据此回答。
【小问1详解】
饱和食盐水能溶解Cl2中的HCl,且能抑制氯气溶解,所以E装置的作用是除去Cl2中的HCl,D装置中的溶液为NaOH溶液,该装置用于尾气处理,该装置反应的离子方程式为:Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O;
【小问2详解】
A装置制取Cl2、B装置干燥Cl2、C装置收集Cl2、D装置尾气处理、E装置除去Cl2中的HCl、F装置检验Cl2,所以装置连接顺序为A→E→F→B→C→D,或A→F→E→B→C→D;
【小问3详解】
非金属的非金属性越强,其单质的氧化性越强,若F中出现浑浊现象,发生离子方程式为:Cl2+S2−=2Cl−+S↓,则Cl2的氧化性大于S,从而可证明非金属性:硫<氯;
【小问4详解】
在A装置的反应MnO2+4HCl(浓)ΔMnCl2+Cl2↑+2H2O中,生成1molCl2转移2 mol电子,当有0.2mol电子发生转移时,理论上有0.1molCl2生成,在标准状况下生成Cl2的体积V=0.1mol×22.4L/mol=2.24L。
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