江西高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-19元素周期表,元素周期律
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一、单选题
1.(2023·江西景德镇·统考三模)元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是
A.X氢化物的沸点一定比Z的小
B.单质R可以保存在乙醇中
C.Q的氢化物的水溶液能刻蚀玻璃
D.Y与Z构成的化合物能促进水的电离
2.(2023·江西·校联考二模)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,且Y、Z、W位于同周期,甲、乙、丁、戊、己是由这些元素组成的常见二元化合物,丙是一种气体单质,已知它们有如下转化关系(反应条件略):
下列说法错误的是
A.元素Z与元素W至少可组成5种化合物
B.乙可能是无色气体,也可能是有色气体
C.上述四种元素可以组成离子化合物
D.生成等物质的量的丙,反应①与反应②转移电子数相等
3.(2023·江西上饶·统考一模)已知某化合物的结构如图所示,其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素,Y与W是同一主族元素。下列说法正确的是
A.原子半径:r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)
B.简单氢化物的沸点:Y>Z
C.该化合物中各原子均达到8电子稳定结构
D.氧化物的水化物的酸性:X>W
4.(2022·江西景德镇·统考二模)化合物A(MXW3YZ)是一种温和的还原剂。W、X、Y、Z、M都是短周期主族元素且原子序数依次增大,A的阴离子的结构如下图所示。已知该阴离子中所有原子都达到2电子或8电子稳定结构。下列叙述错误的是
A.A中W的化合价为-1 B.XZ是一种新型陶瓷材料
C.X的含氧酸是一种弱酸 D.化合物MYZ的水溶液显中性。
5.(2022·江西·校联考模拟预测)某化合物的结构简式如下图所示,其中X、Y、Z、W均为原子序数依次增大的短周期主族元素,它们最外层电子数之和为11,其中只有Y与Z同周期。则下列有关说法正确的是
A.原子半径关系:W>Z>Y>X
B.W与X形成的化合物具有强还原性
C.W与Z形成的化合物中只含有离子键
D.Y的最高价氧化物对应水化物为强酸
6.(2022·江西·校联考二模)短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半径与原子序数关系如图所示。R的最高正价与最低负价代数和为零。Y与Z能形成Z2Y, Z2Y2型离子化合物。Z与T形成的化合物Z2T能破坏水的电离平衡。下列推断正确的是
A.离子半径由小到大顺序: Y
C.氢化物沸点一定存在: Y>R
D.由T、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液一定显中性
7.(2022·江西上饶·校联考模拟预测)2021年11月,我国“祝融号”火星车与欧洲“火星快车”实现太空“握手”,火星首次留下中国印迹。经探测研究发现,火星大气及岩石中富含W、X、Y、Z四种原子序数依次递增的短周期主族元素,X元素原子最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的3倍,W、Z、Y元素的最高正价与其对应原子半径关系如下图,W最高价氧化物对应的水化物为弱酸。下列说法正确的是
A.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W
B.简单氢化物的沸点:X>W>Z
C.工业上电解熔融YX制备Y单质
D.Z的单质可以和NaOH溶液反应
8.(2022·江西九江·统考二模)清代化学家徐寿创立了化学元素的中文名称和造字原则,推动了化学知识在中国的传播和应用。X、Y、Z、W是不同主族的短周期元素,原子序数依次增大,四种元素的最外层电子数之和为15,X的单质可以与水发生置换反应,反应中元素X被还原。下列结论正确的是
A.Y元素的名称为徐寿确定并使用至今,其名称为铝
B.X单质常温下呈固态,其元素金属性强于Y
C.W的最高价氧化物对应水化物的酸性强于氢溴酸
D.X、Y、Z元素的简单离子半径大小顺序为: X>Y>Z
9.(2022·江西鹰潭·统考一模)中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥入选《自然》杂志发布的2021年度十大人物。火星大气及岩石中富含W、X、Y、Z四种元素。已知W、X、Y、Z为原子序数递增的短周期主族元素,W和Z为同一主族元素,X是地壳中含量最多的元素,W元素原子最外层电子数是最内层的2倍,火星岩石中含有YZX3。下列说法不正确的是
A.原子半径:Y>Z>W>X B.简单氢化物的沸点:X>W
C.工业上电解熔融YX制备Y单质 D.Z的单质可以和NaOH溶液反应
10.(2021·江西上饶·统考一模)位于三个不同周期的五种短周期主族元素F、W、X、Y、Z,其中W、Y、Z分别位于三个不同周期,F、Y位于同一主族;Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍;W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同。由W、X、Y、Z形成的某种化合物的结构如图所示,下列说法正确的是
A.W、F、X的最高价氧化物的水化物两两不能发生反应
B.因为Y比F的氢化物稳定,所以Y的氢化物沸点高于F
C.X与Y、Y与Z形成原子个数比1:1的化合物中,所含化学键类型完全相同
D.W元素所在周期的主族元素简单离子半径比较中,W的离子半径最小
11.(2021·江西南昌·统考一模)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,它们形成的某种化合物的结构如图所示,其中X、Z同主族、W、X、Y为同周期。有关四种元素下列说法不正确的是
A.最简单氢化物的沸点:Y>X
B.非金属性最强的元素是:Y
C.简单离子半径:Z>W>X
D.最简单氢化物的稳定性:Y>X>W
二、结构与性质
12.(2023·江西九江·统考三模)钒基笼目金属在超导电性方面有广阔的应用前最。某钒基笼目金属(M)的晶体结构如图所示。
(1)Sb在元素周期表中的位置是 。
(2)基态V原子的价电子中,未成对电子数与成对电子数之比为 。
(3)钒化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。基态钒原子的价电子排布图为 ,钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是 ,的空间结构为 。
(4)SbH3的键角比NH3的键角小,原因是 。
(5)该钒基笼目金属(M)的化学式为 ,与V原子距离最近且等距的V原子 个。
(6)已知,该晶胞中距离最近的两个V原子间的距离为2.75 Å,则晶胞体内A、B原子之间的距离为 Å (≈1.73, 保留两位小数)。
三、工业流程题
13.(2023·江西鹰潭·统考一模)随着新能源汽车销量的猛增,动力电池退役高峰将至,磷酸铁锂(LEP)是目前使用最多的动力电池材料,因此回收磷酸铁锂具有重要意义。一种从废旧磷酸铁锂正极片( LiFePO4、导电石墨、铝箔)中回收锂的工艺流程如下:
已知: i.废旧磷酸铁锂正极片中的化学物质均不溶于水也不与水反应。
ii.Li2CO3在水中的溶解度随温度升高而降低,但煮沸时与水发生反应。
回答下列问题:
(1)LiFePO4中用途最广用量最大的金属元素在周期表中的位置是 。
(2)“氧化浸出”时,保持其他条件不变,不同氧化剂对锂的浸出实验结果如下表,实际生产中氧化剂选用H2O2,不选用NaClO3的原因是 。在“氧化浸出”时,适当的升温可加快反应速率,但般不采取高温法, 其原因是 。“氧化浸出”时生成了难溶的FePO4,该反应的离子方程式为。 。
序号
锂含量/%
氧化剂
pH
浸出液Li
浓度/(g·L-1)
浸出渣中Li
含量/%
1
3.7
H2O2
3.5
9.02
0.10
2
3.7
NaClO3
3.5
9.05
0.08
3
3.7
O2
3.5
7.05
0.93
4
3.7
NaClO
3.5
8.24
0.43
(3)“浸出液”循环两次的目的是 。
(4)“滤渣II”经纯化可得FePO4,流程中生成的Li2CO3、FePO4在高温条件下与H2C2O4煅烧可得LiFePO4,实现再生利用,其化学方程式为 。
(5)“一系列操作”具体包括 、洗涤、干燥。
14.(2021·江西新余·统考一模)天青石(主要含有和少量杂质)是获取锶元素的各种化合物的主要原料。请回答下列问题:
(1)锶与钙在元素周期表中位于同一主族,其原子比钙多一个电子层。
①锶在元素周期表中的位置是 。
②由元素周期律推测属于 (填“强碱”或“弱碱”)。
(2)硫化锶可用作发光涂料的原料,和碳的混合粉末在隔绝空气下高温焙烧可生成硫化锶和一种还原性气体,该反应的化学方程式
(3)已知:时,的Ka1=4.3×10-7;Ka2=5.6×10-11;Ksp(SrCO3)= 5.6×10-10。在含的的溶液中通入至的浓度为时,开始沉淀,此时溶液的pH为 。
(4)以天青石生产的工艺如下:
已知:在水中的溶解度如下表:
温度/
0
20
40
60
80
100
溶解度
0.91
1.77
3.95
8.42
20.2
91.2
0.19
0.17
0.14
0.12
0.09
0.08
①写出反应1生成的化学方程式 。
②滤渣2为 。
③固体3通过一系列的操作得到了较纯净的晶体,结合上图中信息得知操作主要有:加入适量水,缓慢加热至, 、过滤、洗涤、干燥。
④取纯净产品溶于水,加入过量溶液后过滤、洗涤、干燥后,得到ng滤渣,则x= (用含m、n的式子表示)。
四、元素或物质推断题
15.(2021·江西景德镇·统考一模)物质A由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z组成,其中Z为地壳含量最高的金属元素,X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同,物质A的结构式如下图所示:
回答下列问题:
(1)Y、Z元素的名称为徐寿确定并使用至今,Y在周期表中的位置是 ,写出YX的电子式 。
(2)比较X、Y、Z简单离子的半径由大到小的顺序(用对应离子符号表示) 。
(3)在YZO2与YX的混合液中,通入足量CO2是工业制取A的一种方法,写出该反应的化学方程式 。
参考答案:
1.D
【分析】X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,YR最外层电子数为1,且原子半径YR较大,则R为钾、Y为钠;X最外层电子数为4,且半径小于ZQ,X为碳;ZQ最外层电子数分别为6、7,原子半径较碳大、较钠小,Z为硫、Q为氯;
【详解】A.碳可以形成相对分子质量很大的烃,其沸点不一定比硫的小,A错误;
B.钾会和乙醇反应生成氢气,不能保存在乙醇中,B错误;
C.Q的氢化物的水溶液为盐酸,盐酸不能刻蚀玻璃,C错误;
D.Y与Z构成的化合物为硫化钠,硫离子为弱酸根离子,能水解促进水的电离,D正确;
故选D。
2.D
【分析】丁既是氧化物又是氢化物,因此丁是H2O,戊是14电子分子,因此戊为CO,产物己为22电子分子的氧化物,可推知己是CO2。即X、Y、Z、W中,X是氢元素,Y、Z、W这三种同周期元素中有两种元素是C、O,另一种元素与O形成了氧化物乙,因此另一种元素应该是N。故X、Y、Z、W分别为H、C、N、O。
【详解】A.N与O两种元素可形成的化合物中,N有+1~+5五种价态,所以至少可以组合成5种化合物,A正确;
B.由分析可知,乙是氮的氧化物,若是NO,则无色,若是NO2,则为红棕色,B正确;
C.上述四种元素可以形成离子化合物NH4HCO3,C正确;
D.两个反应中,乙为氧化剂,乙得电子数即为反应转移电子数。反应①中,氮气中的氮元素来自甲、乙两种物质,而反应②中,氮气中的氮元素来自乙,因此生成等物质的量的氮气,消耗的乙物质不等量,故反应转移电子数不相等,D错误。
故本题选D。
3.B
【分析】由结构式可知,Y共用两对电子,W共用六对电子,Y、W同一主族,原子序数依次增大,则Y为O,W为S,X共用三对电子且原子序数小于O,则X为N,Z共用一对电子,原子序数介于O、S之间,则Z为F。由此解答该题。
【详解】A.比较原子半径,电子层数越多半径越大,电子层数相同,原子序数越小半径越大,由此可知r(S) >r(N)>r(O)>r(F),即r(W) >r(X)>r(Y)>r(Z), A错误;
B.Y为O,Z为F,能形成两个氢键,HF只能形成一个氢键,因此的沸点高于HF,B正确;
C.由结构式可知,该化合物中S的 电子不是8,C错误;
D.X为N,对应的酸有强酸、弱酸,W为S,对应的有强酸,弱酸等,氧化物的水化物的酸性X不一定大于W,D错误;
故选B。
4.D
【分析】X形成四条共价键,且A离子带有一个单位的负电荷,则X为B,Y形成四条共价键,Z形成三条共价键,X、Y、Z原子序数依次增大,故Y为C,Z为N,W形成一条共价键,W为H,A离子为-1价,则M离子为+1价,因此M为Na。
【详解】A.由于电负性H>B,导致在A中H元素显-1价,A正确;
B.XZ即BN是一种新型陶瓷材料,B正确;
C.X的含氧酸为H3BO3,是一种弱酸,C正确;
D.由于HCN为弱酸,化合物NaCN为强碱弱酸盐,CN-水解显显碱性,D错误;
故选D。
5.B
【分析】X、Y、Z、W均为原子序数依次增大短周期主族元素,W能形成W+,则W为Na,Y、Z只能在第二周期,Z有两个价键非金属,则Z为第VIA族,Z为O,X原子序数最小,且只有一个价键非金属元素,则X为H,由四种元素原子最外层电子数之和为11,推知,Y最外层含3个电子,且在第二周期,因此Y为B。
【详解】A.同周期元素随核电核数增加半径逐渐减小,故原子半径B>O,A项错误;
B.NaH中H为-1价,故具有强还原性,B项正确;
C.Na与O形成Na2O2中还含有O-O非极性共价键,C项错误;
D.H3BO3为一元弱酸,D项错误。
故选B。
6.B
【分析】根据短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半径与原子序数关系图,可知X是H元素,Y、R是第二周期元素,Z、T第三周期元素;R的最高正价与最低负价代数和为零,R是C元素;Z与T形成的化合物Z2T能破坏水的电离平衡,Z是Na元素、T是S元素;Y与Na能形成Na2Y、Na2Y2型离子化合物,Y是O元素。
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,离子半径由小到大顺序:Na+
C.R为C、Y为O,碳元素能形成多种氢化物,其沸点可能高于水,C错误;
D.由T、Y、Z三种元素组成的化合物可以是Na2SO3,其水溶液显碱性,D错误;
故选B。
7.D
【分析】W、X、Y、Z四种原子序数依次递增的短周期主族元素,W、Z、Y元素的最高正价与其对应原子半径关系如图,X元素原子最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的3倍,Y的原子序数大于X,所以X位于第二周期,Y位于第三周期,由图可知,原子半径Y>Z>W,W、Z最高正价为+2a,为+2或+4价,W、Z为同族元素,W最高价氧化物对应的水化物为弱酸,则W为非金属元素,W为C,Z为Si,Y为Mg,X为O,从而得出W、X、Y、Z分别为C、O、Mg、Si元素。
【详解】A.Z、W分别为Si、C元素,非金属性Si<C,则最高价氧化物对应水化物的酸性:Z<W,A不正确;
B.X、W、Z分别为O、C、Si,H2O能形成分子间的氢键,沸点最高,CH4的相对分子质量比SiH4小,CH4的沸点比SiH4低,所以简单氢化物的沸点:X>Z>W,B不正确;
C.制镁时,工业上采用电解熔融MgCl2的方法,MgO的熔点高于MgCl2,熔融时耗能多,C不正确;
D.Z为Si,它的单质可以和NaOH溶液反应,生成Na2SiO3、H2,D正确;
故选D。
8.D
【分析】X、Y、Z、W是不同主族的短周期元素,原子序数依次增大,四种元素的最外层电子数之和为15,X的单质可以与水发生置换反应,反应中元素X被还原,则X为F,则Y、Z、W的最外层上电子数分别为1、2、5或者1、3、4,则Y、Z、W分别为Na、Mg、P或者Na、Al、Si,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Y元素为Na,其名称为钠,A错误;
B.由分析可知,X为F,X单质即F2常温下呈气态,其元素非金属性很强,B错误;
C.由分析可知,W的最高价氧化物对应水化物即H3PO4或者H2SiO3,H3PO4是一种中强酸,H2SiO3为弱酸,而HBr是强酸,则W的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于氢溴酸,C错误;
D.由分析可知,X、Y、Z元素为F、Na、Mg或者F、Na、Al,它们简单离子具有相同的电子层结构,则核电荷数越大,半径越小,则X、Y、Z元素的简单离子半径大小顺序为:F->Na+>Mg2+或者F->Na+>Al3+即 X>Y>Z,D正确;
故答案为:D。
9.C
【分析】已知W、X、Y、Z为原子序数递增的短周期主族元素, X是地壳中含量最多的元素,则X是O元素,W和Z为同一主族元素,W元素原子最外层电子数是最内层的2倍,则W核外电子排布是2、4,所以W是C元素,Z是Si元素,火星岩石中含有YZX3,则Y是最外层有2个电子,原子序数小于Si大于O元素的Mg元素,然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知:W是C,X是O,Y是Mg,Z是Si元素。
A.原子核外电子层数越多,原子半径越大;当原子核外电子层数相同时,原子序数越大,原子半径就越小,所以原子半径:Y(Mg)>Z(Si)>W(C)>X(O),A正确;
B.W是C,X是O,二者形成的简单氢化物分别是CH4、H2O,二者都是由分子构成的物质,由于H2O的分子之间还存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,导致物质的熔沸点升高,所以简单氢化物的沸点:X(H2O)>W(CH4),B正确;
C.X是O,Y是Mg,二者形成的化合物MgO是离子化合物,在工业上一般是用电解熔沸点比MgO低的熔融MgCl2的方法冶炼Mg,而不是电解熔融MgO来冶炼Mg,C错误;
D.Z是Si,Si单质能够与NaOH溶液反应产生Na2SiO3、H2,D正确;
故合理选项是C。
10.D
【分析】W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同,结合物质的结构可知,X为Na;Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍,Y的最外层电子数大于1,则Z为H;Y可形成2条共价键,则Y为O;W原子的最外层电子数为3,则为Al;F、Y位于同一主族,则F为S。
【详解】A.W、F、X的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、H2SO4、Al(OH)3,Al(OH)3为两性,两两能发生反应,A错误;
B.氢化物稳定性与氢化物沸点无关,B错误;
C.X与Y、Y与Z形成原子个数比1:1的化合物分别为Na2O2、H2O2,Na2O2含有离子键、共价键,H2O2只含有共价键,所含化学键类型不相同,C错误;
D.W元素简单离子为Al3+,其所在周期的主族元素离子半径最小,D正确;
答案为D。
11.A
【分析】X可形成Z=X键,最外层有6个电子,应为O元素,X、Z同主族,且Z有6条共价键,则Z是S元素,W形成3条共价键,则W是N元素,Y形成一条且原子序数比O大,则Y是F。
【详解】分析知,W是N,X为O,Y是F,Z是S,
A.最简单氢化物分别是NH3、H2O,两者都存在氢键,但水的沸点更高,则X>Y,A错误;
B.同周期从左到右非金属性增强,同主族从上到下减弱,非金属性最强的位于周期表右上方,则最强的元素是:Y,B正确;
C.电子层数越多离子半径越大,相同电子层核电荷数越大离子半径越小,则离子半径:Z>W>X,C正确;
D.非金属性越强,氢化物的稳定性越稳定,则Y>X>W,D正确;
故选:A。
12.(1)第五周期第VA族
(2)3:2
(3) +5价 正四面体形
(4)N元素电负性大,成键电子对离中心原子更近,且N原子半径小,成键电子对间的距离近,从而使成键电子对之间的斥力更大,故NH3中的键角也更大
(5) CsV3Sb5 4
(6)3.18
【详解】(1)Sb为51号元素,其在元素周期表中的位置是第五周期第VA族。
(2)V为23号元素,基态V原子的价电子排布式为3d34s2,3d轨道有3个未成对电子,4s轨道上有2个成对电子,其数目之比为3:2。
(3)钒是23号元素,基态钒原子的价电子排布式为3d34s2,其价电子排布图为 ;钒原子失去5个价电子后,3d能级为全空状态,最稳定,故最稳定的化合价是+5价;中心原子的价层电子对数为,采取sp3杂化,其孤电子对数为0,根据价层电子对互斥理论,可知的空间结构为正四面体形。
(4)SbH3、NH3的空间结构均为三角锥形,有一个孤电子对,键角大小主要取决于成键电子对之间的斥力,成键电子对之间的斥力越大,键角越大;由于N元素电负性大,成键电子对离中心原子更近,且N原子半径小,成键电子对间的距离近,从而使成键电子对之间的斥力更大,故NH3中的键角也更大。
(5)根据题图可知,右图为晶胞结构示意图,Cs原子位于晶胞顶点,1个晶胞中含有个Cs原子;V原子位于晶胞侧面面心和体心,1个晶胞中含有个V原子;Sb原子位于晶胞棱心和体内,1个晶胞中含有个Sb原子,故M的化学式为CsV3Sb5。由位于体心的V原子分析可知,与其距离最近且等距的V原子共有4个。
(6)如图所示,A、B原子之间的距离可视作V原子围成的最小正三角形中心到顶点距离的2倍,正三角形中心到顶点的距离为正三角形边长,因此,A、B间的距离为ÅÅ。
13.(1)第四周期VIII族
(2) 与盐酸反应产生,污染生产环境 防止H2O2分解和盐酸挥发
(3)可提高盐酸与H2O2的利用率
(4)2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑
(5)水浴加热、趁热过滤
【分析】废旧磷酸铁锂正极片(LiFePO4、导电石墨、铝箔)首先用NaOH溶液浸取,Al溶解得到偏铝酸盐,过滤分离出含偏铝酸钠的溶液,滤渣I为LiFePO4及石墨,加盐酸与氧化剂,将LiFePO4氧化得含有Li+的溶液和FePO4沉淀,过滤分离出滤渣Ⅱ含炭黑、FePO4,滤液含LiCl,浸出液循环两次提高盐酸与氧化剂的利用率,之后再加NaOH调节pH,除去少量铁离子,然后滤液加碳酸钠发生复分解反应生成Li2CO3,经一系列操作得Li2CO3,以此来解答。
【详解】(1)LiFePO4中用途最广用量最大的金属元素是Fe,其在周期表中的位置是:第四周期VIII族;
(2)氧化浸出时,实际生产中氧化剂选用H2O2,因为NaClO3与盐酸反应产生Cl2,污染生产环境;为防止H2O2分解和盐酸挥发,故在氧化浸出时,一般不采取高温法;“氧化浸出”时,LiFePO4被H2O2 在酸性环境中氧化得到Li+和FePO4沉淀,根据电子守恒、元素守恒可得该反应的离子方程式为;
(3)“浸出液”循环两次的目的是提高盐酸与H2O2的利用率;
(4)“滤渣II”经纯化可得FePO4,流程中生成的Li2CO3、FePO4在高温条件下与H2C2O4煅烧可得LiFePO4,实现再生利用,其化学方程式为2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑;
(5)已知碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而降低,但煮沸时与水发生反应,故沉锂时应水浴加热,温度保持在95℃;沉锂后要得碳酸锂产品,需进行趁热过滤、洗涤、干燥;故答案为:水浴加热;趁热过滤。
14. 第五周期第IIA族 强碱 SrSO4+ 4CSrS+4CO↑ 6 SrSO4 + 2NH4HCO3 = SrCO3↓+ H2O + CO2↑+ (NH4)2SO4 CaCO3和SrCO3 趁热过滤,冷却至0℃(降温)结晶
【分析】工业生产的目的,以天青石为原料生成,首先将矿石粉碎,以增大与NH4HCO3溶液的接触面积,提高原料的利用率,同时发生反应SrSO4 + 2NH4HCO3 = SrCO3↓+ H2O + CO2↑+ (NH4)2SO4;过滤后,滤渣为CaCO3和SrCO3的混合物,煅烧后固体分解为CaO、SrO。
【详解】(1)①钙为第四周期第ⅡA族,则锶在元素周期表中的位置是第五周期第IIA族。
②Mg(OH)2为中强碱,Ca(OH)2为强碱,则依据元素周期律推测属于强碱。答案为:第五周期第IIA族;强碱;
(2)和碳的混合粉末在隔绝空气下高温焙烧可生成硫化锶和CO气体,该反应的化学方程式为SrSO4+ 4CSrS+4CO↑。答案为:SrSO4+ 4CSrS+4CO↑;
(3) 含0.1mol/L的Sr2+的溶液中通入至的浓度为时,Sr2+开始沉淀,此时c()=mol/L=5.6×10-9mol/L,Ka2=5.6×10-11==,c(H+)=10-6mol/L,此时溶液的pH为6。答案为:6;
(4)①由分析知,反应1生成的化学方程式为SrSO4 + 2NH4HCO3 = SrCO3↓+ H2O + CO2↑+ (NH4)2SO4。
②由反应方程式可知,滤渣2为CaCO3和SrCO3。
③固体3通过一系列的操作得到了较纯净的晶体,结合上图中信息得知操作主要有:加入适量水后,CaO、SrO与水反应生成Ca(OH)2、Sr(OH)2,由表中数据可知,缓慢加热至,Sr(OH)2溶解、Ca(OH)2沉淀,为防止Sr(OH)2结晶析出,应趁热过滤,为让Sr(OH)2尽可能结晶析出,应降低温度、然后过滤、洗涤、干燥,所以应趁热过滤,冷却至0℃(降温)结晶。
④由反应可建立如下关系式:——SrCO3,n(SrCO3)=mol,x= =。答案为:SrSO4 + 2NH4HCO3 = SrCO3↓+ H2O + CO2↑+ (NH4)2SO4;CaCO3和SrCO3;趁热过滤,冷却至0℃(降温)结晶;。
【点睛】将矿石粉碎,与NH4HCO3溶液混合后,不断搅拌,以提高浸取率及原料的利用率。
15. 第三周期第ⅠA族 F->Na+>Al3+ NaAlO2+6NaF+4CO2+2H2O=Na3AlF6+4NaHCO3
【分析】物质A由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z组成,物质A的结构式如图所示,其中Z为金属元素,X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同,Y离子为+1价阳离子,X为-1价阴离子,Z为+3价阳离子,则X为F,Y为Na,Z为Cl元素,据此解答。
【详解】由分析知:X为F,Y为Na,Z为Cl元素;
(1)Y为Na,原子序数为11,位于周期表中第三周期第ⅠA族,NaF是离子化合物,其电子式为;
(2)F-、Na+和Al3+三种离子的电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径:F->Na+>Al3+;
(3)A为Na3AlF6,在NaClO2与NaF的混合液中通入足量CO2是工业制取Na3AlF6,该反应的化学方程式为:NaAlO2+6NaF+4CO2+2H2O═Na3AlF6+4NaHCO3。
【点睛】微粒半径大小比较的常用规律:①同周期元素的微粒:同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外),如Na>Mg>Al>Si,Na+>Mg2+>Al3+,S2->Cl-;②同主族元素的微粒:同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大,如Li<Na<K,Li+<Na+<K+;③电子层结构相同的微粒:电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。
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山西高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-17元素周期表,元素周期律: 这是一份山西高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-17元素周期表,元素周期律,共16页。试卷主要包含了单选题等内容,欢迎下载使用。