沪科技版（2020）必修第一册元素周期律课堂检测

4.2 元素周期律 同步练习题

一、选择题

1．海洋是一个十分巨大的资源宝库。海水中含量最多的是H、O两种元素，还含有Na、Cl、Mg、Br、Ca、K、S等元素。以海水为原料可制备氯气、氯化钠和溴等。下列关于K、Mg、S、Cl、Br、O元素及其化合物的说法正确的是

A．最高化合价：Cl>S B．单质与水反应的剧烈程度：Mg>K

C．还原性：Cl-＞Br- D．热稳定性：H2S＞H2O

2．高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。工业上制备高纯硅的流程如图所示：

下列说法错误的是

A．步骤①、②和③中的反应均为氧化还原反应

B．流程中的和可循环利用

C．步骤③中的不可用焦炭代替

D．由步骤①中的反应可知，碳的非金属性比硅强

3．下列关于同素异形体的说法正确的是

A．红磷转化为白磷属于物理变化

B．石墨导电，金刚石不导电，故二者不互为同素异形体

C．O2和O3的分子式不同，但结构相同

D．S2、S4、S8都是硫元素的同素异形体

4．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Y为相邻元素，X、W为同主族元素，X、Y的最外层电子数之差等于Z的最外层电子数，在地壳中W的含量仅次于氧元素。下列说法正确的是

A．Y的最简单氢化物的水溶液呈酸性

B．原子半径：Z> Y> W

C．W位于元素周期表第三周期第VIA族

D．X、Y的氧化物均不止一种

5．W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是

A．原子半径： B．简单氢化物的沸点：

C．与可形成离子化合物 D．的最高价含氧酸是弱酸

6．已知五种短周期主族元素微粒X2-、Y-、Z+、W2+、R3+核外电子与Ne相同，下列说法不正确的是

A．X和Y的单质分别与H2发生化合反应时，X比Y更容易与H2反应

B．离子半径：X2->Y->Z+>W2+>R3+

C．最高价氧化物对应水化物的碱性：ZOH>R(OH)3

D．W(OH)2是一种难溶于水的中强碱

7．下列有关说法错误的是

A．酸性：H2CO3＞HClO B．原子半径：r(Al)＜r(Cl)

C．碱性：NaOH＞Al(OH)3 D．氧化性：S＜Cl2

8．我国成功研发出133Cs原子钟，使我国时间频率基准的精度从30万年不差一秒提高到600万年不差一秒，标志着我国在此领域进入世界先进行列，已知133Cs的质子数为55。下列说法正确的是

A．133Cs的核电荷数为133 B．133Cs的核电荷数为55

C．133Cs的中子数为55 D．铯与水的反应比钠与水的反应更缓慢

二、非选择题

9．如图为元素周期表的一部分，几种元素的位置如图所示，试回答下列问题：

(1)元素①的原子结构示意图为          ，元素⑥在周期表中的位置是          。

(2)元素①和③形成含共价键的化合物电子式为          ，其中阴阳离子个数比为          。

(3)氯元素的“价类二维图”的部分信息如图，写岀Y、Z的化学式          、          。

(4)元素②③④简单离子半径从小到大的顺序为：          (用离子符号表示)。

(5)写出④的单质与③的最高价氧化物水化物发生反应的离子方程式：

(6)氰性质与卤素单质相似，称为“拟卤素”，它和碱的反应与卤素单质和碱的反应类似。写出氰与NaOH溶液发生反应的化学方程式：          。

10．I.有以下物质：①NaCl晶体；②SO2；③铜；④蔗糖(C12H22O11)；⑤熔融的KNO3。请用物质对应的编号，填写以下空白：

(1)属于电解质的是       。

(2)属于非电解质的是       。

(3)溶于水后形成的水溶液能导电的非电解质是       。

II.写出下列反应的离子方程式：

(4)实验室用碳酸钙与盐酸反应制取CO2气体    ；常用澄清石灰水检验CO2气体    。

(5)人体胃液中有胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)，起杀菌、帮助消化等作用，但胃酸的量过多会返酸或有灼烧感，此时医生建议服用“小苏打片”或“胃舒平”予以治疗。用小苏打片(NaHCO3)治疗胃酸过多    ；胃溃疡患者需服用胃舒平[主要成分是Al(OH)3]治疗胃酸过多     。

11．根据下图短周期主族元素的原子序数和化合价的关系推断元素种类，回答下列问题：

(1)写出元素②在周期表中的位置       。与②同主族的第四周期的元素的原子序数是       。

(2)写出元素⑤、⑥的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式       。

(3)④和⑤的单质反应生成一种原子个数比为的化合物，用电子式表示该化合物的形成过程：       。

12．Ⅰ.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。

(1)将将Na、K、Mg、Al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，       与盐酸反应产生的气体最多(填元素符号)。

(2)向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：       。

Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律

(3)仪器A的名称为       。

(4)实验室中现有药品：①酸稀盐酸；②酸稀硝酸；③液溶液；④固体，请选择证合适药品设计实验验证N、C、Si的非金属性的变化规律；装置A、B中所装药品分别为       、       (填序号)。但有同学认为该装置有缺陷，如何改进？       。

Ⅲ.完成下列问题

(5)铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属，请书写铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式       。

(6)消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN，C为+2价)，经以下反应实现：(已配平)。试指出A的化学式       ，如此反应中有6.72L(标准状况)气体生成，转移电子数目为       。

【参考答案】

一、选择题

1．A

解析：A．氯元素的最高价是+7价，硫元素的最高价是+6价，则最高化合价：Cl＞S，A正确；

B．金属性K＞Mg，则单质与水反应的剧烈程度：Mg＜K，B错误；

C．非金属性越强，简单阴离子的还原性越弱，非金属性Cl＞Br，则还原性：Cl-＜Br-，C错误；

D．非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性S＜O，则热稳定性：H2S＜H2O，D错误；

答案选A。

2．D

【分析】①中反应的化学方程式为；

②中反应的化学方程式为；

③中反应的化学方程式为。

解析：A．反应①②③均有化合价的变化，均为氧化还原反应，A正确；

B．根据流程可知，和可以循环利用，B正确；

C．步骤③中的用焦炭代替会产生杂质，C正确；

D．由反应①可知，碳元素化合价升高，体现木炭的还原性，不能说明碳的非金属性比硅强，D错误；

故答案为：D。

3．D

解析：A．红磷和白磷的结构和性质均不相同，是两种不同的物质，故红磷转化为白磷属于化学变化，A错误；

B．石墨导电，金刚石不导电，二者属于同一元素形成的性质不同的两种单质，故二者互为同素异形体，B错误；

C．O2和O3的分子式不同，且结构也不相同，C错误；

D．S2、S4、S8都是硫元素形成的性质不同的几种单质，故互为同素异形体，D正确；

故答案为：D。

4．D

【分析】地壳中元素的含量O、Si、Al、Fe、Ca，则W为Si，X、W为同主族短周期元素，X为C，X、Y为相邻元素，X、Y的最外层电子数之差等于1，为Z的最外层电子数，Z为Na，Y为N，以此分析；

解析：A．Y的简单氢化物为氨气，水溶液呈碱性，A错误；

B．Z为Na，Y为N，W为Si，则原子半径，Na＞Si＞N，B错误；

C．W为Si位于第三周期ⅣA族，C错误；

D．C的氧化物为CO、CO2，N的氧化物为NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4等，D正确；

故答案为：D。

5．C

【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序数的规律，则W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z的最外层电子数为6，Z为S，据此解答。

解析：A．X为O，W为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为W＞X，A错误；

B．X为O，Z为S，X的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z的简单氢化物为H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B错误；

C．Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，为离子化合物，C正确；

D．Z为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D错误；

故选C。

6．A

【分析】根据元素周期表的原子结构分析可知，五种短周期主族元素微粒X2-、Y-、Z+、W2+、R3+核外电子与Ne相同，则说明X为O元素，Y为F元素，Z为Na元素，W为Mg元素，R为Al元素，据此结合元素周期律分析解答。

解析：根据上述分析可知，

A．非金属性越强，与氢气化合越剧烈，X和Y的单质分别为O2和F2，因非金属性：F＞O，所以两者分别与H2发生化合反应时，Y(F2)更容易与氢气发生反应，A错误；

B．电子层数越大，简单离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越小，简单离子半径越大，所以离子半径：X2->Y->Z+>W2+>R3+，B正确；

C．Z为Na元素，R为Al元素，因元素金属性越强，对应最高价氧化物水化物的碱性越强，又同周期元素金属性依次减弱，所以碱性：ZOH>R(OH)3，C正确；

D．W为Mg元素，Mg(OH)2难溶于水，属于中强碱，D正确；

故选A。

7．B

解析：A．CO2可以和NaClO溶液发生反应生成HClO，由此可知，酸性：H2CO3＞HClO，A正确；

B．同一周期，从左到右，元素的原子半径依次减小，故原子半径：r(Al)＞r(Cl)，B错误；

C．同一周期，从左到右，元素的金属性依次减弱；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强；金属性：Na＞Al，故碱性：NaOH＞Al(OH)3，C正确；

D．同一周期，从左到右，元素的非金属性依次增强；元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强；非金属性：S＜Cl，故氧化性：S＜Cl2，D正确；

故选B。

8．B

解析：A．核电荷数=质子数=55，A错误；

B．核电荷数=质子数=55，B正确；

C．中子数=质量数-质子数=133-55=78，C错误；

D．同主族自上而下金属性增强，所以铯的金属性比Na强，与水的反应比钠与水的反应更迅速，D错误；

综上所述答案为B。

二、非选择题

9．(1)       第五周期VIIA族

(2)       1∶2

(3)      HClO

(4)

(5)

(6)

【分析】根据元素在周期表中的位置，可知①是O元素；②是F元素；③是Na元素；④是Al元素；⑤是Cl元素；⑥是I元素。

解析：（1）①是O元素，O原子核外有8个电子，结构示意图为 ；⑥是I元素，在周期表中的位置是第五周期VIIA族。

（2）元素O和Na形成含共价键的化合物是Na2O2，Na2O2是离子化合物，电子式为 ，其中阴阳离子个数比为1:2。

（3）Y是+7价氯的氧化物，Y的化学式，Z是氯元素+1价含氧酸，Z的化学式为HClO。

（4）电子层数相同，质子数越多半径越小，F-、Na+、Al3+半径从小到大的顺序为。

（5）Na的最高价氧化物水化物是NaOH，Al与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为；

（6）根据氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水，可知氰与NaOH溶液发生反应生成NaCN、NaCNO和水，反应的化学方程式为。

10．(1)①⑤

(2)②④

(3)②

(4) CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑     Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O

(5) +H+=H2O+CO2↑     Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

解析：（1）在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质；①NaCl晶体溶于水导电属于电解质，⑤熔融的KNO3导电，化合物为电解质，故答案为：①⑤；

（2）在水溶液里或熔融状态下都不导电的化合物是非电解质；②SO2不能电离，④蔗糖(C12H22O11)不能电离，水溶液中和熔融状态下都不导电，则化合物为非电解质，故答案为：②④；

（3）溶于水且能导电的物质，说明水溶液中能发生电离，电离出自由移动的离子，含有自由移动的电子或阴阳离子的物质就能导电，非电解质和水反应生成了电解质，溶于水后形成的水溶液能导电的非电解质是②SO2，二氧化硫和水反应生成了亚硫酸电解质，亚硫酸电离出离子，溶液导电，故答案为：②；

（4）碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，离子方程式：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑； 澄清石灰水通入少量二氧化碳反应生成碳酸钙和水，离子方程式：Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O；

（5）①小苏打为NaHCO3，胃酸中含盐酸，用小苏打治疗胃酸过多的化学方程式为：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑，离子反应为H++═H2O+CO2↑；

②服用胃舒平[主要成分是Al(OH)3]，氢氧化铝和胃酸反应生成氯化铝和水，反应的离子方程式Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O。

11．(1) 第二周期第IVA族     32

(2)

(3)

【分析】根据原子序数和化合价的关系图可判断①~⑧分别是H、C、N、O、Na、Al、S、Cl。

解析：（1）碳元素在元素周期表的位置是第二周期第IVA族；与碳同主族的第四周期的元素是锗，其原子序数为6+8+18=32。

（2）钠的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化钠，铝的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，两者反应的离子方程式为：。

（3）氧气与钠反应生成原子个数比为1:2的化合物为Na2O，用电子式表示其形成过程为：。

12．(1) K     Al

(2)S2-+Cl2=2Cl-+S↓

(3)分液漏斗

(4) ②     ④     在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3

(5)

(6)      0.6NA或

【分析】II.要证明非金属性：N＞C＞Si，则利用此装置证明最高价氧化物水化物的酸性的强弱顺序为：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，要证明非金属性：C＞Si，可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明，证明非金属性：N＞C，可以通过硝酸和碳酸钠反应生成二氧化碳来证明，硝酸有挥发性，干扰碳酸与硅酸的强弱比较，在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3，据此分析解答。

III.根据氧化还原反应中电子转移守恒配平方程式，根据反应中元素化合价变化结合气体摩尔体积计算转移电子数。

解析：（1）金属性由强到弱的顺序为：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1 mol氢气需要得到2 mol电子，1 mol钾、钠都失去1 mol电子，1 mol镁失去2 mol电子，而1 mol铝失去3mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝，故答案为：K；Al；

（2）氯气能够与硫离子反应生成硫，所以氯气氧化性强于硫单质，反应的离子方程式为：Cl2+S2-=S↓+2Cl-，故答案为： Cl2+S2-=S↓+2Cl-；

（3）根据图示仪器结构分析，A为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；

（4）要证明非金属性：N＞C＞Si，则利用此装置证明最高价氧化物水化物的酸性的强弱顺序为：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，要证明非金属性：C＞Si，可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明，由于B中加Na2CO3，故A中可以加硝酸，通过硝酸和碳酸钠的反应来制取CO2，证明酸性：HNO3＞H2CO3，故非金属性：N＞C，然后的CO2通入C中的Na2SiO3中，可以发生反应：Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3，离子反应为：+CO2+H2O=H2SiO3↓+，产生白色胶状沉淀，从而可以证明酸性：H2CO3＞H2SiO3，故非金属性：C＞Si，所以装置A、B中所装药品分别为②、④；因硝酸有挥发性，生成的CO2气体中混有硝酸蒸气，需要除去，否则会干扰碳酸与硅酸的强弱比较，需在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3；故答案为：②；④；在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，用来除去挥发出来的HNO3；

（5）铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为；

（6）H2O2具有氧化性，将KCN中C氧化为+4价，再根据原子守恒判断A的化学式为KHCO3；n(NH3)=，则转移的电子数为，即0.6NA；故答案为：KHCO3；0.6NA或3.612×1023。