2021年高考化学一轮复习讲义 第5章 专项提能特训 有关“元素推断、实验探究”的综合考查(教师用书独具)

专项提能特训　有关“元素推断、实验探究”的综合考查  (教师用书独具)1．(2019·“皖豫联盟体”高三上学期第一次大联考)原子序数依次增大的X、Y、Z、W、M五种短周期主族元素中，X、Y两元素间能形成原子个数比分别为1∶1和1∶2的固态化合物A和B，Y是短周期元素中失电子能力最强的元素，W、M的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为H3WO4、HMO4，Z的单质能与盐酸反应。(1)根据上述条件不能确定的元素是__________(填代号)，A的电子式为________________，举例说明Y、Z的金属性相对强弱：___________________________________(写出一个即可)。(2)W能形成多种含氧酸及相应的盐，其中NaH2WO2能与盐酸反应但不能与NaOH溶液反应，则下列说法中正确的是________________(填字母)。A．H3WO2是三元酸B．H3WO2是一元弱酸C．NaH2WO2是酸式盐D．NaH2WO2不可能被硝酸氧化(3)X、M形成的一种化合物MX2是一种优良的水处理剂，某自来水化验室利用下列方法检测处理后的水中MX2残留量是否符合饮用水标准(残留MX2的浓度不高于0.1 mg·L－1)，已知不同pH环境中含M粒子的种类如图所示：Ⅰ.向100.00 mL水样中加入足量的KI，充分反应后将溶液调至中性，再加入2滴淀粉溶液。Ⅱ.向Ⅰ中所得溶液中滴加2.0×10－4 mol·L－1 Na2S2O3的溶液至终点时消耗5.00 mL标准溶液 (已知 2S2O＋I2 ===S4O＋2I－)。①则该水样中残留的MX2的浓度为________mg·L－1。②若再向Ⅱ中所得溶液中加硫酸调节水样pH至1～3，溶液又会呈蓝色，其原因是________________________(用离子方程式表示)。答案　(1) Z　　钠的金属性比Z的强，如钠能与冷水剧烈反应而Z不能(或最高价氧化物对应水化物的碱性：Na＞Z)　(2)B　(3)① 0.675　②ClO＋4I－＋4H＋ === Cl－ ＋2I2＋2H2O解析　Y是短周期元素中失电子能力最强的元素，则推出Y为Na元素，又X、Y两元素间能形成原子个数比分别为1∶1和1∶2的固态化合物A和B，则推出X为O元素，两者形成的化合物B为Na2O、A为Na2O2；Z的单质能与盐酸反应，则说明Z为活泼金属，为Mg或Al中的一种；W、M的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为H3WO4、HMO4，则W和M的最高价化合价分别为＋5和＋7，又X、Y、Z、W、M五种短周期主族元素原子序数依次增大，则可推出W为P元素，M为Cl元素，据此分析作答。(2)NaH2PO2能与盐酸反应，说明H3PO2是弱酸，NaH2PO2不能与NaOH反应，说明NaH2PO2中的H不能被中和，推出NaH2PO2为正盐，C项错误；H3PO2分子中只能电离出一个H＋，为一元弱酸，B项正确，A项错误；NaH2PO2中P的化合价为＋1，具有还原性，可被硝酸氧化，D项错误。(3)①由图知，中性条件下ClO2被I－还原为ClO，I－被氧化为I2；根据氧化还原反应中得失电子数目相等可知：2ClO2～I2～2Na2S2O3，因此可知，水中残留的ClO2的浓度为2.0×10－4 mol·L－1×5×10－3L×67.5 g·mol－1×1 000 mg·g－1÷0.1 L＝0.675 mg·L－1。②由图知，水样pH调至1～3时，ClO被还原成Cl－，该操作中I－被ClO氧化为I2，故离子方程式为：ClO＋4I－＋4H＋=== Cl－ ＋2I2＋2H2O。2．X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。元素Z在地壳中含量最高，J元素的焰色反应呈黄色，Q的最外层电子数与其电子总数之比为3∶8，X能与J形成离子化合物，且J＋的半径大于X－的半径，Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答：(1)Q元素在周期表中的位置为__________________________________________________。(2)将这五种元素原子半径从大到小排列，排在第三的元素原子是__________(填元素符号)。(3)元素的非金属性Z________(填“>”或“<”)Q。下列各项中，不能说明这一结论的事实有________(填字母)。A．Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊B．Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价C．Z和Q的单质的状态D．Z和Q在周期表中的位置(4)X与Y可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反，写出阳离子B的立体构型为________，离子中键角为______________________________________；X与Q在一定条件下可以形成极不稳定的原子个数比为1∶1的化合物，该化合物分子中既有极性键又有非极性键，写出该分子的结构式：______________________________________。(5)M和N均为上述五种元素中的三种组成的化合物，且M和N都为强电解质，M和N溶液反应既有沉淀出现又有气体产生，写出M和N反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)第三周期ⅥA族　(2)N　(3)>　C(4)正四面体　109°28′　H—S—S—H(5)Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O解析　Z元素在地壳中含量最高，Z为O元素；J元素的焰色反应呈黄色，J为Na元素；Q的原子序数大于J，Q的最外层电子数与其电子总数之比为3∶8，Q为S元素；Y的原子序数小于Z，Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一，Y为N元素；X的原子序数小于Y，X能与J形成离子化合物且J＋的半径大于X－的半径，X为H元素。3．(2019·安徽省“皖南八校”高三上学期摸底考试)通过简单的试管实验可探究元素金属性、非金属性的强弱。选用下列提供的试剂，根据要求完成下表。试剂：①镁条　②铝条　③AlCl3溶液　④MgCl2溶液　⑤NaOH溶液　 ⑥氯水　⑦碘水　⑧NaI-淀粉溶液实验方案(只填写选用试剂的序号)实现现象结论(1)___________一支试管中有白色沉淀生成，另一支试管中先生成白色沉淀，后白色沉淀消失金属性：____________(2)______________________________非金属性：Cl>I 实验(2)中发生反应的离子方程式为_______________________________________________。答案　(1)③④⑤　Mg＞Al(2)⑥⑧　溶液由无色变为蓝色Cl2 ＋2I－===2Cl－ ＋I2解析　一支试管中有白色沉淀生成，另一支试管中先生成白色沉淀，后白色沉淀消失，说明在MgCl2溶液和AlCl3溶液中分别加入NaOH溶液，由于Al(OH)3具有两性，可溶于NaOH溶液而生成NaAlO2，说明碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3，则金属性：Mg＞Al；比较Cl、I的非金属性强弱，可用非金属单质与氢气反应的剧烈程度、氢化物的稳定性、对应最高价氧化物的水化物的酸性强弱或非金属之间的置换反应等，由于题中没有氢化物、酸等，则可用非金属之间的置换反应进行验证，即将氯水滴加到NaI-淀粉溶液中，观察到溶液由无色变为蓝色，说明单质的氧化性：Cl2＞I2，反应的离子方程式为Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，则可说明非金属性：Cl＞I。4．某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。实验方案实验现象①用砂纸摩擦后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞溶液(A)浮于水面，熔成小球，在水面上游动，随之消失，溶液变红②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水(B)产生气体，可在空气中燃烧，溶液变为浅红色③钠与滴有酚酞溶液的冷水反应(C)反应不十分剧烈，产生的气体可在空气中燃烧④镁带与2 mol·L－1的盐酸反应(D)剧烈反应，产生的气体可在空气中燃烧⑤铝条与2 mol·L－1的盐酸反应(E)生成白色胶状沉淀，后来沉淀消失⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量(F)生成淡黄色沉淀 请你帮助该同学整理并完成实验报告：(1)实验目的：_______________________________________________________________。(2)实验用品：仪器：________________________________________________________________________；药品：________________________________________________________________________。(3)实验内容：(填写题给信息表中的序号)实验方案实验现象有关化学方程式 A  B  C  D  E  F  (4)实验结论：_____________________________________________________________。(5)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。________________________________________________________________________。(6)请你补充两组简单易行的实验方案，证明此周期中另外两种元素的性质递变规律。________________________________________________________________________。答案　(1)验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律(2)试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等　镁带、钠、铝条、新制氯水、新制硫化氢饱和溶液、2 mol·L－1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl3溶液(3)实验方案实验现象有关化学方程式③A2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑①BMg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑⑤C2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑④DMg＋2HCl===MgCl2＋H2↑⑥EAlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl、Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O②FH2S＋Cl2===2HCl＋S↓ (4)金属性：Na>Mg>Al；非金属性：Cl>S(5)Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、6、7，原子半径随核电荷数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强，原子失电子能力减弱，得电子能力增强(6)方案一：测定0.1 mol·L－1的Na2SiO3溶液、Na3PO4溶液的pH，由此判断两种盐溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸两种最高价含氧酸的酸性强弱顺序，进而得出硅、磷两种元素非金属性强弱的顺序方案二：在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液，可发生反应生成硅酸沉淀5．某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。实验操作步骤：Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。Ⅱ.A中看到白色沉淀时，……，关闭活塞a。请回答：(1)B中反应的离子方程式是______________________________________________________。(2)通过步骤Ⅰ、 Ⅱ得知盐酸具有的性质是________(填字母)。A．挥发性   B．还原性C．氧化性   D．酸性(3)C装置的作用是__________________________________________________________，X是__________________(写化学式)。(4)为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是__________________，D中反应的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是_____________________________________________________________________________________________(从原子结构角度加以解释)。答案　(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O(2)AD(3)除去CO2中混有的HCl气体　NaHCO3(4)打开弹簧夹2，关闭弹簧夹1，当D中出现白色沉淀后CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3(5)碳和硅位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱解析　B中CaCO3与盐酸反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，此反应表明盐酸具有酸性，A中看到的白色沉淀是AgCl沉淀，此现象表明盐酸具有挥发性。C装置是用NaHCO3溶液除去CO2中混有的HCl气体，以保证与Na2SiO3溶液反应生成白色胶状沉淀的是CO2，此反应的化学方程式为CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，从而说明碳酸的酸性强于硅酸，进而证明碳的非金属性强于硅。