人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律精练
展开第四章《物质结构元素周期律》测试题
一、单选题(共12题)
1.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,下列说法不正确的是
X
Y
Z
W
Q
A.简单离子半径:
B.气态氢化物的稳定性:
C.W的单质易溶于
D.X、Y与氢元素均可形成原子个数比为1:1的化合物
2.类推是一种常采用的科研和学习方法,下列类推结论合理的是
A.由单质铁和氯气反应生成FeCl3,推出单质铁和碘单质反应生成FeI3
B.由元素周期表中从上到下,卤族元素单质熔沸点逐渐升高,推出碱金属元素单质熔沸点逐渐升高
C.最高价氧化物的水化物的酸性,由N的强于P的,推出F的强于Cl的
D.由Na在常温下与水剧烈反应,推出K在常温下也能与水剧烈反应
3.X、Y、Z、W四种短周期元素,周期表中位置如图所示,下列说法正确的是
A.四种元素的原子半径由小到大的顺序为:r(X)<r(Z)<r(W)<r(Y)
B.X、Y既能形成离子化合物,又能形成共价化合物
C.X与其余三种元素之间形成的核外电子总数为10的微粒只有2种
D.H2Z的熔点比HW低
4.已知A、B是元素周期表中同主族且相邻的两种元素,A、B所在周期分别有m、n种元素。若A的原子序数为x,则B的原子序数可能为( )
①x+m ②x-m ③x+n ④x-n
A.仅②③
B.仅①④
C.仅①③
D.①②③④
5.钋-210属于极毒性放射性元素,以相同重量来比较,钋-210的毒性是氰化物的2.5亿倍,只需一颗尘埃大小就足以取人性命,而且没有解毒剂。下列有关21084PO说法正确的是( )
A. 与 互为同素异形体 B. 与互为同位素
C.的质子数为84,中子数为126 D.Po元素的相对原子质量为210
6.有7种短周期元素,原子半径及主要化合价如表,下列说法正确的是:
元素代号
X
Y
Z
M
W
Q
R
原子半径/nm
0.186
0.143
0.104
0.099
0.070
0.066
0.032
主要化合价
+1
+3
+6,-2
+7,-1
+5,-3
-2
+1
A.Z在第三周期IVA族
B.离子半径:
C.Z、W、Q、R四种元素形成的化合物一定不含离子键
D.M元素的非金属性比Z强
7.四种短周期主族元素在周期表中的位置如图,则下列说法错误的是( )
A.若X单质即可与强酸,也可与强碱溶液反应,则M单质可做半导体
B.若M、Z、Y皆存在简单阴离子,则离子半径:M>Z>Y
C.若Y的氢化物的水溶液呈碱性,则X的氧化物不与任何酸反应
D.若四种元素的原子序数之和为56,则Z的单质可以用作自来水的消毒剂
8.短周期主族元素、、、的原子序数依次增大,原子的最外层电子数是其内层电子数的倍,是地壳中含量最高的元素,与具有相同的电子层结构,与同主族,下列说法正确的是
A.分别与、形成的化合物中化学键类型相同
B.原子半径的大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
C.的最高价氧化物对应的水化物是弱酸
D.在元素周期表中的位置为第二周期第Ⅳ族
9.瑞德西韦是抗击新冠病毒肺炎重要药物之一,其化学式为,下列有关组成元素的叙述中正确的是
A.氢有三种常见的同素异形体:、、
B.C、N、O、P四种元素的最高化合价都等于它们对应原子的最外层电子数
C.O元素有一种核素,则O元素的相对原子质量为16
D.在P原子中,在离核较远的区域内运动的电子能量较高
10.下列说法正确的是
A.互为同素异形体的物质必然具有相同的性质
B.碳酸钠固体中不存在阴、阳离子
C.氢化锂“三兄弟”——、、三种物质的质子数之比为
D.同素异形体之间的相互转化一定是化学变化
11.有关“物质和结构”研究方法的表述错误的是( )
A.价层电子对互斥理论不能预测所有分子的立体结构
B.杂化轨道理论是鲍林为了解释分子的立体结构提出来的
C.金属和非金属、无机物和有机物之间并没有严格的界限,分类的研究方法不科学
D.规律是对经常出现的客观现象的归纳,对例外的深入探究是科学发展的内在动力
12.下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
同主族元素的最外层电子数相同
同主族元素均有相似的化学性质
B
原电池可将化学能转化为电能
原电池需外接电源才能工作
C
的非金属性比强
酸性:
D
熔融的可导电
是离子化合物
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题(共10题)
13.图为元素周期表的一部分,元素①~⑨在元素周期表中的位置如下:
①
②
⑨
⑩
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
请回答下列问题:
(1)元素⑧周期表中的位置是 。
(2)可利用一个化学反应比较⑥⑧非金属性的强弱,写出该反应的化学方程式 。
(3)②和③可形成一种化合物,能作呼吸面具中的供氧剂的。写出该化合物的电子式 。
(4)元素③的最高价氧化物对应水化物中含有的化学键类型为 。
(5)比较元素⑤⑥的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱 (用化学式表示)。
(6)比较元素③和⑨的简单离子半径大小 (用离子符号表示)。
(7)锗为第四周期与硅同主族,根据元素周期率推测其单质、化合物的性质正确的是 。(填字母)
A.锗的金属性比⑦强 B.锗的原子半径比⑧大
C.锗的单质可用于制半导体 D.锗的最高正价为+3
14.填空题
(1)下列五种物质中,①H2O ②O2 ③Na2O2 ④NaOH ⑤NaBr,只存在共价键的是 ,只存在离子键的是 ,既存在离子键又存在共价键的是 ,含有极性键的是 ,是非极性分子的是 。(填编号)
(2)对于Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,改变下列条件对生成氢气的速率有何影响?(填“增大”“减小”或“不变”)
①降低温度: ;
②增大盐酸浓度: ;
③增加铁丝的用量: 。
④加入催化剂: 。
15.某研究小组为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下实验。
Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果: 与盐酸反应最剧烈, 与盐酸反应的速度最慢; 与盐酸反应产生的气体最多。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为 。
(3)资料显示:钠、镁、铝都可以用于制备储氢的金属氢化物。
① NaH是离子化合物,能与水发生氧化还原反应生成H2,该反应的还原剂是 。
② NaAlH4是一种良好的储氢材料。NaAlH4与水反应产生氢气的化学方程式为 。
Ⅱ.为验证氯、溴、碘三种元素的非金属性强弱,用下图所示装置进行试验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
①打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
②当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。
④……
(1)A中发生反应生成氯气,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。
(3)B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是 。
(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程④的操作和现象是 , 。
(5)过程③实验的目的是 。
(6)请运用原子结构理论解释氯、溴、碘非金属性逐渐减弱的原因: 。
16.化学实验是科学探究过程中的一种重要方法,掌握化学实验的基本操作和物质的制备、转化及性质的探究尤为重要,请结合所学化学实验知识回答以下问题。某化学课外活动小组为了验证元素化学性质递变规律,进行如下实验探究。
探究:验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,设计如下实验:
(1)装置A中盛放的试剂是 (填选项),化学反应方程式是 。
A.Na2SO3溶液 B.Na2S溶液 C.Na2SO4溶液
(2)下列不能用于验证氯元素比硫元素非金属性强的依据为 (填选项)。
①HCl的溶解度比H2S大 ②HCl的酸性比H2S强 ③HCl的稳定性比H2S大④HCl的还原性比H2S弱⑤HClO4的酸性比H2SO4强 ⑥还原性:Cl-<S2- ⑦Cl2能与H2S反应生成S ⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧
(3)若要验证非金属性:Cl>I,装置A中加入淀粉碘化钾混合溶液,观察到装置A中溶液 的现象,即可证明。用元素周期律理论解释非金属性Cl>I的原因: 。
17.为除去粗盐中的少量Ca2+、Mg2+、SO以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
称取粗盐滤液精盐
(1)加入过量BaCl2溶液的目的是除去粗盐中的 (填化学式)。
(2)第③步的目的是除去粗盐中的Mg2+,反应的离子方程式为 。
(3)第⑥步反应的离子方程式为 , 。
(4)请用电子式表示NaCl的形成过程 。
18.在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验,三组实验均各取相同物质的量的盐酸,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据见表:
实验序号
甲
乙
丙
合金质量/mg
255
385
459
生成气体/mL
280
336
336
请回答下列问题:
(1)要算出盐酸的物质的量,题中作为计算依据的数据是 ,求得的盐酸的溶质物质的量为 ;
(2)求合金中Mg、Al的物质的量之比,题中可作为计算依据的数据是 ,求得请务必写出计算过 程: 。
19.某原子,它的氯化物XCl 7.45g溶于水制成溶液后,加入2mol/L的AgNO3溶液50mL恰好完全反应,若这种原子原子核内有20个中子,求:
(1)Z值和A值 ;
(2)X元素在周期表中的位置 ;
(3)把X的单质放入水中,写出反应的化学方程式 。
20.某核素的氯化物XCl2 0.95g配成溶液后,需用1mol/L的硝酸银溶液20mL才能把氯离子完全沉淀下来,试计算:
(1)X的质量数为 。
(2)若X的核内中子数为12,求47.5gXCl2中所含质子的物质的量是 。
21.元素X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知Y原子最外层电子数占核外电子总数的3/4,W-、Z+、X+的离子半径逐渐减小,化合物XW在常温下为气体。请填空:
(1)元素Y在周期表中的位置是 ,化合物Z2Y2中阴阳离子个数比为 。
(2)A、B均为由上述四种元素中的三种组成的强电解质,且两种物质中,组成元素的原子数目比均为1:1:1.A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小,则A的化学式是 ,B的名称是 。
(3)用B物质可以在碱性环境下处理含CN-的废水,将CN-氧化成和N2,写出该反应的离子方程式: 。
(4)X、Z形成的化合物ZX在有机合成中用途很广泛。它可以夺取很多化合物中的质子而生成相应的Z元素的化合物。写出它与乙醇反应的化学方程式: 。
22.A、B、C、D、E是位于短周期的主族元素。已知:①热稳定性:HmD>HmC;②Cm-、E(m-1)-具有相同的电子层结构;③A与B在同一周期,在该周期所有主族元素中,A的原子半径最大,B的离子半径最小;④A与B质子数之和是D质子数的3倍。依据上述信息用相应的化学用语回答下列问题:
(1)HmDm的电子式 。
(2)Cm-、E(m-1)-的还原性强弱顺序为: ,能证明其还原性强弱的离子方程式为 。
(3)将E的单质通入A与D形成的化合物的水溶液中,其离子方程式为: 。
(4)在B、C、E单质中,符合下列转化关系的是 (填元素符号)。
参考答案:
1.B
X元素原子内层电子数是最外层电子数的一半,X原子只能有2个电子层,内层为2,最外层为4,则X是C元素,由元素在周期表的位置可知,Y是O,Z是Si,W是S,Q是Cl。
A.简单离子Y是O2-,W是S2-、Q是Cl-两者的核外电子排布相同,则原子序数大的,半径小,W>Q,W和Y处于同一主族,同主族离子半径自上而下增大,故W>Y,则简单离子半径:W>Q>Y,故A正确;
B.非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,非金属性:Si
D.C、O元素均可与H元素形成原子个数比为1:1的化合物,如C2H2、H2O2等,故D正确;
答案选B。
2.D
A.碘单质的氧化性弱于三价铁,不能将铁氧化为三价铁,故A错误;
B.卤素单质属于分子晶体,相对分子质量越大熔沸点越高,原子序数越大,其单质熔沸点越高,而碱金属元素锂、钠、钾、铷、铯单质是金属晶体,半径越大熔沸点越低,随着核电荷数的增加,其熔沸点逐渐降低,故B错误;
C.F没有最高正价,则不存在最高价氧化物的水化物,故C错误;
D.同主族元素从上到下金属性增强,则金属性:K>Na,由Na在常温下与水剧烈反应,推出K在常温下也能与水剧烈反应,故D正确;
故选:D。
3.B
根据元素周期表的结构可知,X为H,Y为N,Z为O,W为Cl。
A.H、N、O、W的原子半径顺序为r(H)
C.构成的10电子微粒有NH3、、H2O、H3O+等,选项C错误;
D.H2Z为H2O,HW为HCl,因为H2O中存在分子间氢键,常温下H2O为液态,HCl为气态,H2O的熔点比HCl高,选项D错误;
答案选B。
4.D
可以选取某一主族进行举例分析,例如第ⅦA族,VIIA族中元素分别为 F、Cl、Br、I、At,它们的原子序数分别为:9、17、35、53、85,所在周期元素种数为:8、8、18、18、32,如9号氟,9+8=17号氯,即①x+m正确;如果17号氯,17-8=9号为氟,x-m正确;同理35号溴和53的碘,得到③x+n;④x-n都正确,因为选取了某一主族四种情况都有可能,所以即便其他主族有特例本题也应选D。
【点睛】同主族相邻两元素原子序数之差符合如下规律:若两种元素为第ⅠA族或第ⅡA族元素,原子序数之差等于上一周期内的元素种数;若两种元素为第ⅢA族~第ⅦA族元素,原子序数之差等于下一周期内的元素种数。
5.C
A.与是同种元素的不同核素,应互为同位素,故A错误;
B.与为两种不同元素的核素,不能称为同位素,故B错误;
C.的质子数为84,中子数为210-84=126,故C正确;
D.钋-210的近似相对原子质量为210,钋元素的相对原子质量不是210,故D错误;
故答案为C。
6.D
结合原子半径及主要化合价,X为Na,Y为Al,Z为S,M为Cl,W为N,Q为O,R为H。
A.Z为S,在第三周期第ⅥA族,A错误;
B.X为Na,Y为Al,Z为S,Q为O,根据电子层数越多半径越大,具有相同电子层数的阴离子半径大于阳离子半径,阳离子所带电荷越多,半径越小,故离子半径:,B错误;
C.Z为S,W为N,Q为O,R为H,Z、W、Q、R四种元素形成的化合物可能含离子键,如硫酸铵,C错误;
D.Z为S,M为Cl,同周期元素,非金属性从左往右逐渐增强,则M元素的非金属性比Z强,D正确;
故选D。
7.C
由四种短周期主族元素在周期表中的位置可知,Y为第二周期元素,X、M、Z为第三周期元素,且Y、M同主族。
A. 若X单质即可与强酸,也可与强碱溶液反应,则X是铝,M单质是硅,可做半导体,故A正确;
B. 电子层越多,离子半径越大,具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小,则简单阴离子半径M>Z>Y,故B正确;
C. Y的氢化物水溶液呈碱性,Y为N,X为Si,二氧化硅与HF酸反应,故C错误;
D. 若四种元素的原子序数之和为56,令M的为x,x-1+x+x+1+x-8=56,x=16,M为S,Z为Cl,则Z的单质可以用作自来水的消毒剂,故D正确;
故选C。
8.D
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,最外层电子数不超过8个,则其内层为K层,则X为C元素;Y是地壳中含量最高的元素,则Y是O元素;Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,则Z为Mg元素,W与Y同主族,且原子序数大于Y,所以W是S元素,以此解题。
经分析,X为C元素,Y为O元素,Z为Mg元素,W为S元素;
A.Y和Z、W形成的化合物为MgO、SiO2,MgO、SiO2中存在的化学键分别是离子键、共价键,二者的化学键类型不同,A错误;
B.电子层数越多其原子半径越大,同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,所以原子半径大小顺序是r(Mg)>r(S)>r(C)>r(O),即r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),B错误;
C.W是S元素,其最高价氧化物对应的水化物是硫酸,是强酸,C错误;
D.X为C元素,在元素周期表中位置为第二周期第ⅣA族,D正确;
故选D。
9.D
A.、、为质子数相同,中子数不同的不同氢原子,互为同位素,A错误;
B.C、N、P三种元素的最高化合价都等于它们对应原子的最外层电子数,但O元素没有正价,不等于其最外层电子数,B错误;
C.质量数指的是质子数与中子数的和,某原子的相对原子质量约等于该原子的质量数。但元素的相对原子质量为各核素的质量数根据其原子百分比计算出的平均值,C错误;
D.在多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较低,在离核较远的区域内运动的电子能量较高,D正确;
故选D。
10.D
A.同素异形体的物理性质不同,化学性质相似,故A错误;
B.碳酸钠是由和形成的,存在阴、阳离子,故B错误;
C.H、D和T的质子数都为1,、、三种物质的质子数之比为1∶1∶1,故C错误;
D.同素异形体是不同的物质,所以同素异形体之间的相互转化一定是化学变化,故D正确;
故答案:D。
11.C
A、价层电子对互斥理论(简称VSEPR模型),用于预测简单分子立体构型,不能预测所有分子的立体结构,选项A正确;
B、杂化轨道理论可以解释分子的立体结构,是鲍林最先提出的理论,选项B正确;
C、金属和非金属、无机物和有机物之间并没有严格的界限,但是分类法是研究物质性质的一种非常科学合理的方法,选项C错误;
D、对经常出现的客观现象进行归纳可以形成相应规律,但客观事物有时也会有违背普遍规律的现象,寻找例外现象出现的原因正是科学发展的内在动力,选项D正确。
答案选C。
【点睛】本题涉及研究物质性质的基本方法和手段知识,属于化学物质结构的研究话题,注意知识的归纳和整理是解题关键,易错点为选项A、价层电子对互斥理论(简称VSEPR模型),用于预测简单分子立体构型。
12.D
A.同一主族元素的最外层电子数相同,同主族元素有相似的化学性质,但不一定完全相似,如第 ⅦA族氟无正价,而Cl的最高正价为+7价,A错误;
B.原电池将化学能转化为电能,不需要外接电源就能工作,B错误;
C.的非金属性比强,则最高价氧化物水化物的酸性HClO4>H2SO4,C错误;
D.NaCl是离子化合物,存在离子键,所以熔融的可导电,D正确;
答案为:D。
13.(1)第四周期第A族;
(2)Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2;
(3)
(4)离子键,共价键;
(5)HClO4>H2SO4;
(6)F- >Na+;
(7)BC
(1)根据题目中的表格可知,元素⑧是溴元素,周期表中的位置是第四周期第A族,答案为:第四周期第A族;
(2)⑥号是氯元素,可以利用置换反应比较二者的氧化性,进而比较非金属性,Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,氧化性:Cl2>Br2,非金属性:Cl2>Br2;故答案为:Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2;
(3)②号元素是氧元素,③是钠元素,能作呼吸面具中的供氧剂的为过氧化钠,电子式为:;答案为:;
(4)③号是钠元素,最高价氧化物对应水化物为氢氧化钠,故含有化学键类型:离子键,共价键;答案为:离子键,共价键;
(5)⑤号元素是硫元素,⑥号是氯元素,二者同周期,且氯元素在硫元素的右边,氯元素的非金属性更强,则氯元素最高价氧化物对应的水化物的酸性更强,酸性关系为:HClO4>H2SO4,答案为:HClO4>H2SO4;
(6)③号是钠元素,⑨号是氟元素,钠离子和氟离子的核外电子层结构相同,离子半径比较可以看原子序数,原子序数越小,离子半径越大,故钠离子和氟离子半径大小关系为: F- >Na+,故答案为:F- >Na+;
(7)A.⑦号是钾元素,钾、锗同周期,根据周期律,越往右原子半径越小,金属性越弱,A错误;
B.⑧号是溴元素,二者也是同周期,且溴元素在锗的右边,故锗的原子半径比⑧大,B正确;
C.锗与硅同主族,根据元素周期律,故锗与硅由相似的性质,硅可用于制半导体,可以推知,锗的单质也可用于制半导体,C正确;
D.锗最外层有4个电子,故锗的最高正价为+4,D错误;
故本题选AC。
14. ①② ⑤ ③④ ①④ ② 减小 增大 不变 增大
(1)①H2O为共价化合物,只存在H-O极性共价键;
②O2只存在O=O非极性共价键;
③Na2O2为离子化合物,存在离子键、O-O极性共价键;
④NaOH为离子化合物,存在离子键、H-O极性共价键;
⑤NaBr为离子化合物,只存在离子键;
综上所述,只存在共价键的是①②;只存在离子键的是⑤;既存在离子键又存在共价键的是③④;含有极性键的是①④;非极性分子的是②;
(2)①降低温度,反应速率减小,生成氢气的速率减小;
②增大盐酸浓度,溶液中氢离子浓度增多,生成氢气的速率增大;
③增加铁丝的用量,为增大固体与液态的接触面积,反应速率不变,则生成氢气的速率不变;
④加入催化剂降低反应的活化能,反应速率增大,生成氢气的速率增大。
15. 钾 铝 铝 S2-+Cl2 =S↓+2Cl- NaH NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑ 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 淀粉KI试纸变蓝 吸收氯气,防止污染 打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡 静止后CCl4层溶液变为紫红色 确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰 同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱
Ⅰ.(1)金属活泼性顺序为:钾>钠>镁>铝,所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钾,反应速率最慢的是铝;生成1mol氢气需要得到2mol电子,1mol钾、钠都失去1mol电子,1mol镁失去2mol电子,而1mol铝失去3mol电子,所以生成氢气最多的是金属铝;
(2)氯气氧化性强于硫单质,所以氯气能够与硫离子反应生成硫,反应的离子方程式为:S2-+Cl2=S↓+2Cl-;
(3)① NaH和水反应的方程式为:NaH+H2O=NaOH+H2↑,其中水是氧化剂,NaH是还原剂;由上述反应不难发现NaAlH4中的H呈-1价,同样可以被水氧化为氢气,同时生成NaAlO2,即:NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑;
Ⅱ.(1)A中高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气、氯化钾、氯化锰和水的离子方程式为:2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是KI淀粉试纸变蓝,Cl2+2I-=2Cl-+I2,I2遇淀粉变蓝色;
(3)B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是:吸收氯气,防止污染空气;
(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程④的操作和现象是打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡;静止后CCl4层溶液变为紫红色,其中紫红色为I2溶解在CCl4呈现的颜色;
(5)过程③实验的目的是确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰;
(6)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,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱。
16. B Cl2+Na2S=2NaCl+S↓ ①② 蓝色 Cl与I同主族,且Cl在I的上方,同主族元素,从上到下,非金属性依次减弱,则非金属性Cl>I
(1)验证氯元素的非金属性比硫强,可通过置换反应、强酸制弱酸的反应等进行判断,装置A中盛放的试剂是Na2S溶液;
(2)①HCl的溶解度比H2S大,溶解度是物理性质,不能比较非金属性强弱;
②HCl的酸性比H2S强,氢化物酸性不能比较非金属性强弱,如HF是弱酸、HCl是强酸,但非金属性F>Cl;
③HCl的稳定性比H2S大,则表明前者共价键比后者难断裂;
④HCl的还原性比H2S弱,表明前者Cl的失电子能力比S弱,则得电子能力比S强;
⑤HClO4的酸性比H2SO4强,则非金属性Cl比S强;
⑥还原性:Cl- <S2-,表明前者Cl-的失电子能力比S2-弱,则得电子能力比S强;
⑦Cl2能与H2S反应生成S,Cl2为氧化剂,S为氧化产物,则非金属性Cl>S;
⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧,同周期元素,从左往右,非金属性依次增强,则非金属性Cl>S;
(3)若要验证非金属性:Cl>I,装置A中加入淀粉碘化钾混合溶液,装置A中生成I2,与淀粉发生显色反应。用元素周期律理论解释非金属性Cl>I,二者同主族,且Cl在I的上方。
(1)验证氯元素的非金属性比硫强,可通过置换反应,装置A中盛放的试剂是B;化学反应方程式为Cl2+Na2S=2NaCl+S↓;
(2)①HCl的溶解度比H2S大,溶解度是物理性质,不能比较非金属性强弱,①符合题意;
②HCl的酸性比H2S强,氢化物酸性不能比较非金属性强弱,如HF是弱酸、HCl是强酸,但非金属性F>Cl,②符合题意;
③HCl的稳定性比H2S大,则表明前者共价键比后者难断裂,从而说明Cl的非金属性比S强,③不合题意;
④HCl的还原性比H2S弱,表明前者Cl的失电子能力比S弱,则得电子能力Cl比S强,④不合题意;
⑤HClO4的酸性比H2SO4强,则非金属性Cl比S强,⑤不合题意;
⑥还原性:Cl-<S2-,表明前者Cl-的失电子能力比S2-弱,则得电子能力Cl比S强,⑥不合题意;
⑦Cl2能与H2S反应生成S,Cl2为氧化剂,S为氧化产物,则非金属性Cl>S,⑦不合题意;
⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧,同周期元素,从左往右,非金属性依次增强,则非金属性Cl>S,⑧不合题意。
则不能用于验证氯元素比硫元素非金属性强的依据为①②;答案为:①②;
(3)若要验证非金属性:Cl>I,装置A中加入淀粉碘化钾混合溶液,装置A中生成I2,与淀粉发生显色反应,溶液显蓝色。用元素周期律理论解释非金属性Cl>I的原因:Cl与I同主族,且Cl在I的上方,同主族元素,从上到下,非金属性依次减弱,则非金属性Cl>I。
【点睛】我们在回答装置A中所盛放的试剂时,会对A选项产生疑问,Cl2能与Na2SO3发生反应,能否证明非金属性Cl大于S?Cl2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HCl,此反应是氧化还原反应,能证明氧化性Cl2>SO42-,也能证明氧化性Cl2>SO32-,但不能证明Cl2的氧化性大于S,所以不能证明非金属性Cl大于S。
17. SO Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ H+ + OH-= H2O 2H+ + CO= H2O + CO2↑
将粗盐溶解后,加入过量BaCl2溶液,除去粗盐中的SO,加入过量NaOH溶液,除去粗盐中的Mg2+,加入过量Na2CO3溶液,除去粗盐中的Ca2+和过量的Ba2+,过滤后,向溶液中加入适量盐酸,可以除去溶液中的和,蒸发、结晶、烘干后得到精盐。
(1)由分析可知,加入过量BaCl2溶液的目的是除去粗盐中的SO;
(2)第③步的目的是除去粗盐中的Mg2+,Mg2+和反应生成Mg(OH)2沉淀,离子方程式为:Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓;
(3)第⑥步,向溶液中加入适量盐酸,可以除去溶液中的和,离子方程式为;H+ + OH-= H2O、2H+ + CO= H2O + CO2↑;
(4)NaCl是离子化合物,其形成过程用电子式表示为:。
18. 乙或丙 1.5mol/L 甲 1:1
(1)盐酸浓、体积一定,甲中合金质量小于乙中合金质量,且甲中生成气体体积小于乙中气体体积,说明甲中盐酸过量、金属完全反应,乙中合金质量小于丙中合金质量,且乙、丙生成气体体积相等,说明乙、丙中盐酸完全反应,根据甲可知,生成336mL氢气需要金属的质量为:255mg×=306mg,故乙中金属有剩余,乙中盐酸不足,所以乙、丙中盐酸完全,可以根据反应生成氢气体积计算盐酸的物质的量浓度,盐酸完全反应生成氢气336mL,氢气的物质的量为:=0.015mol,根据氢元素守恒可知:n(HCl)=2n(H2)=2×0.015mol=0.03mol,故盐酸的物质的量浓度为:=1.5mol/L,故答案为乙或丙;1.5mol/L;
(2)甲中盐酸有剩余,金属完全反应,此时生成氢气280mL,故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比,设镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量可知:①24x+27y=0.255,根据电子转移守恒有:②2x+3y=×2,根据①②联立解得:x=0.005、y=0.005,所以合金中镁与铝的物质的量之比为:0.005mol:0.005mol=1:1,故答案为甲;1:1。
【点睛】本题考查混合物反应的计算,题目难度中等,根据表中数据关系判断反应的过量问题是关键,注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法,试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力,易错点为(2)甲中盐酸有剩余,金属完全反应,此时生成氢气280mL,故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比。
19. Z=19、A=39 第四周期第ⅠA族 2K+2H2O═2KOH+H2↑
(1)根据n=cV计算硝酸银的物质的量,根据发生的反应XCl+AgNO3=AgCl↓+XNO3,计算XCl物质的量,再计算其摩尔质量,进而计算X的质量数A,再根据质子数=质量数-中子数计算;
(2)根据质子数确定元素在周期表中的位置;
(3)根据质子数确定元素种类,再书写其单质与水反应的方程式。
(1)硝酸银的物质的量为2mol/L×0.05L=0.1mol,根据XCl+AgNO3=AgCl↓+XNO3恰好完全反应,XCl的物质的量与硝酸银的物质的量相等,则XCl的摩尔质量==74.5g/mol,故X的相对原子质量为74.5-35.5=39,即X的质量数A=39,X的质子数=39-20=19,故答案为:Z=19、A=39;
(2)X的质子数为19,原子结构示意图为,处于第四周期第ⅠA族,故答案为:第四周期第ⅠA族;
(3)19号元素为加,钾与水反应生成KOH和H2,该反应为2K+2H2O═2KOH+H2↑,故答案为:2K+2H2O═2KOH+H2↑。
【点睛】本题的易错点和难点为(1),要注意物质的量在化学反应方程式中的应用。
20. 24 23mol
(1)利用Cl-+Ag+=AgCl↓来计算Cl-的物质的量,从而得出XCl2的物质的量,再利用M=计算XCl2的摩尔质量,进而计算X的质量数;
(2)中子数+质子数=质量数,据此计算X原子质子数,根据n=计算37gXCl2的物质的量,进而计算所含质子的物质的量。
(1)硝酸银的物质的量n(AgNO3)=c·V=1mol/L× 0.02L=0.02mol,根据Cl-+Ag+=AgCl↓可知,则n(Cl-)=n(Ag+)=n(AgNO3)=0.02mol,则n(XCl2)=n(Cl-)=0.01mol,所以XCl2的摩尔质量M(XCl2)==95g/mol,由于摩尔质量是以g/mol为单位,数值上等于该物质的相对分子质量,所以其相对分子质量为95,则X的相对原子质量为95﹣35.5×2=24,即X的质量数为24;
(2)根据中子数+质子数=质量数,X的质量数为24,若X的核内中子数为12,则X的质子数为24-12=12,Cl原子的的质子数为17,则47.5gXCl2中所含质子的物质的量n(质子)=×(12+17×2)=23mol。
【点睛】本题考查化学方程式计算,涉及原子构成、微粒间的关系、物质的量的有关计算公式,注重对基础知识的考查和训练。
21. 第二周期VIA族 1:2 NaOH 次氯酸钠 5ClO-+2OH-+2CN-=2+N2↑+5Cl-+H2O NaH+CH3CH2OH→CH3CH2ONa+H2↑
Y原子最外层电子数占核外电子总数的3/4,核外电子总数为x,Y原子最外层电子数为y,则y/x=3/4,假设x=4,y=3不成立;x=8,y=6,Y元素为氧;x=12,y=9,不成立;元素X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大,且W-、Z+、X+的离子半径逐渐减小,所以X为H, Z为Na,W为Cl;满足化合物XW为氯化氢在常温下为气体的条件;据以上分析结合题中问题进行回答。
Y原子最外层电子数占核外电子总数的3/4,核外电子总数为x,Y原子最外层电子数为y,则y/x=3/4,假设x=4,y=3不成立;x=8,y=6,Y元素为氧;x=12,y=9,不成立;元素X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大,且W-、Z+、X+的离子半径逐渐减小,所以X为H, Z为Na,W为Cl;化合物XW为氯化氢在常温下为气体,符合题意;
(1)结合以上分析可知,Y元素为氧,核电荷数为8,核外电子排布为2,6,位于第二周期VIA族;化合物Z2Y2为Na2O2,属于离子化合物,它是由一个过氧根离子和2个钠离子组成的,因此阴阳离子个数比为1:2;
综上所述,本题正确答案:第二周期VIA族;1:2;
(2)A、B均为由上述四种元素中的三种组成的强电解质,且两种物质中,组成元素的原子数目比均为1:1:1,A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小,说明A中溶液抑制水电离,而B中溶液促进水电离,则A为氢氧化钠,化学式是NaOH,B为次氯酸钠,化学式是NaClO;
综上所述,本题正确答案:NaOH,次氯酸钠;
(3)次氯酸钠可以在碱性环境下处理含CN-的废水,将CN-氧化成和N2,该反应的离子方程式:5ClO-+2OH-+2CN-=2+N2↑+5Cl-+H2O;
综上所述,本题正确答案:5ClO-+2OH-+2CN-=2+N2↑+5Cl-+H2O;
(4)根据信息可知,X、Z形成的化合物NaH,它与乙醇反应,夺取羟基中的氢,生成氢气和乙醇钠,化学方程式为:NaH+CH3CH2OH→CH3CH2ONa+H2↑;
综上所述,本题正确答案:NaH+CH3CH2OH→CH3CH2ONa+H2↑;
22. S2->Cl- Cl2+S2-=2Cl-+S↓ Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O S
短周期元素中,由③A与B在同一周期,在该周期所有主族元素中,A的原子半径最大,则A处于IA族,B的离子半径最小,则B为金属元素,由④A与B质子数之和是D质子数的3倍,则A、B只能处于第三周期,可以知道A为Na,B为Al,则D的质子数为=8,故D为O元素;由①热稳定性:HmD>HmC,则C、D处于同一主族,且D的非金属性更强,故C为硫元素,m=2;由②Cm-、E(m-1)-具有相同的电子层结构,则E为Cl元素,据此分析解答。
根据以上分析,A、B、C、D、E分别为Na、Al、S、O、Cl元素。
(1)HmDm为H2O2,电子式为 ,故答案为: ;
(2)因为非金属性Cl>S,单质的氧化性Cl2>S,单质的氧化性越强,对应的阴离子还原性越弱,则有还原性:S2->Cl-,可通过反应Cl2+S2-=2Cl-+S↓证明,故答案为:S2->Cl-;Cl2+S2-=2Cl-+S↓;
(3) E的单质为氯气,A与D形成的化合物的水溶液为NaOH溶液,在常温下氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O ,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O ;
(4)在Al、S、Cl单质中,可以发生二次氧化的是S,S与氧气反应生成二氧化硫,二氧化硫与氧气在一定条件下反应生成三氧化硫,三氧化硫和水反应生成硫酸,符合流程图,故答案为:S。
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