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第1章原子结构元素周期律课堂同步练-鲁科版高中化学必修第二册
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第1章原子结构元素周期律课堂同步练-鲁科版高中化学必修第二册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知前三周期某四种元素原子所形成的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同的电子层结构,则下列关系表示正确的是
A.质子数 b>a B.离子的还原性Y2->Z-
C.氢化物的稳定性H2Y>HZ D.原子半径X
2.下列各组微粒具有相同质子数和电子数的是 ( )
A.F 和OH- B.H3O+和NH C.OH- 和NH3 D.O2-和NH
3.存放食品和药品的包装盒中常放有一袋半透明的球形颗粒,该颗粒的主要作用是保证食品和药品的干燥,其成分可能是
A.活性炭 B.氯化钠 C.硅胶 D.小苏打
4.如下图是周期表中短周期的一部分,W、X、Y三种元素原子核外电子数之和等于X的质量数,X原子核内质子数和中子数相等。下列叙述中不正确的是
A.三种元素的原子半径的大小顺序是W<Y<X
B.W最高价氧化物对应水化物具有强酸性,气态氢化物的水溶液具有弱碱性
C.X元素的氧化物、氢化物的水溶液都呈酸性
D.Y元素的单质是非金属单质中唯一能跟水发生激烈反应的单质
5.下列有关原子核外电子的说法错误的是
A.每个电子层作为最外层时,最多可容纳8个电子
B.电子在核外是分层排布的
C.电子不停地做高速运动
D.离原子核近的电子能量低,离原子核远的电子能量高
6.地质上常用放射性同位素进行“地质考古”,则下列说法中错误的是是
A.的中子数是8 B.与互为同位素
C.转化为不是化学变化 D.与互为同素异形体
7.已知X原子的结构示意图为,X、Y可以形成化合物XY2,且X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍,Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。下列说法正确的是
A.离子半径由大到小的顺序为rx>ry>rz
B.XY2是中性干燥剂,可用于干燥氨气
C.XY2中仅含离子键,WZ2中仅含共价键
D.Y的氧化物的水化物的酸性一定比Z的氧化物的水化物的酸性强
8.短周期主族元素 X、Y、Z的原子序数依次增大,X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Y 在短周期中原子半径最大,Z 是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是
A.原子半径由小到大的顺序:r(X)<r(Y)<r(Z)
B.Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z强
C.X与Y形成的化合物只有一种
D.X与Z形成的化合物属于共价化合物
9.下列说法正确的是
A.第IA族元素都属于碱金属元素,均易失电子
B.短周期元素的离子、的电子层结构相同,则
C.与的质子数和电子数均相等
D.短周期元素中电子总数是电子层数2倍的元素有3种
10.下列关于碱金属和卤族元素的说法正确的是
A.第IA族都是碱金属元素
B.碱金属单质可以将铜从它的盐溶液中置换出来
C.卤族元素单质只有氧化性
D.从上到下,卤族元素单质颜色逐渐加深
二、填空题
11.PSCl3、S2Cl2、SOCl2等含硫化合物用途非常广泛。
(1)PSCl3(结构式为: )中磷的化合价为 。
(2)S2Cl2分子中各原子均满足8电子结构,画出S2Cl2的结构式: 。
(3)能说明同周期的相邻元素S的非金属性比Cl弱的事实是 (填标号)。
A.H2SO3的酸性比HClO3的弱
B.气态H2S的热稳定性比HCl的弱
C.Cl2通入Na2S溶液可发生反应:Cl2+S2-=2Cl-+S↓
D.SO2是常见的还原剂,ClO2是常见的氧化剂
(4)SOCl2(沸点78.8℃)可用作锂电池的非水电解质及有机合成的氯化剂等。
①SOCl2可由S2Cl2、SO2及Cl2在催化剂和180~200℃时,通过发生化合反应制得,该反应的化学方程式为 。
②Li/SOCl2电池的电池反应为:4Li+2SOCl2→4LiCl↓+S+SO2。电池工作时,下列说法正确的是 (填标号)。
A.Li电极的质量不变 B.电能转变为化学能
C.负极发生氧化反应 D.正极上SOCl2被还原
12.如图是元素周期表的一部分。回答下列问题:
16 S
硫
32.06
17 Cl
氯
35.45
34 Se
硒
78.96
35 Br
溴
79.90
53 I
碘
126.9
(1)世界上绝大部分卤素都存在于海洋中,海洋是卤素的资源宝库。
①的离子结构示意图 。
②表中几种元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 (填化学式)。
③用电子式表示短周期元素中,原子半径最大的元素与氯形成的简单化合物的形成过程: 。
④氰[(CN)2]是一种无色、可燃气体,剧毒、有苦杏仁味,与卤素单质的性质相似,试写出氰与NaOH溶液在常温下反应的离子方程式: 。
(2)硒是人体必需的微量元素,起到抗氧化的作用。
①写出Se在周期表中的位置: 。
②溶于水生成,向所得溶液中通入气体发生反应,生成Se和。写出与反应的化学方程式: 。
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
a.原子半径:
b.存在的化学键为极性共价键
c.非金属性:
13.图是元素周期表的一部分,请回答下列问题。
(1)Z元素在元素周期表中位于第 族。
(2)Z的原子半径 (填“大于”、“小于”或“等于”)Si的原子半径。
(3)Cl元素的非金属性比Z元素的 (填“强”或“弱”)。
(4)Z元素的气态氢化物的化学式为 。
14.完成下列问题。
(1)某金属氧化物的化学式为M2O3,1个M2O3含的电子总数为50.若其中每个氧原子核内都有8个中子,M2O3的相对分子质量为102,则M原子核内的中子数约为 ;若M2O3与盐酸发生复分解反应,则其化学方程式是 ,反应消耗了3mol/L盐酸100mL,则参加反应的M2O3的质量是 。
(2)元素X的某种原子和元素Y的某种原子的质量数相同,两者的质子数之和为34,但前者比后者多2个中子,又知Y的质子数与中子数相等,则这两种元素原子的符号分别为X 、Y 。
(3)有若干克某金属,其各原子核内共有3.5×6.02×1023个中子,同质量的该金属和足量稀硫酸反应共有0.2mole-发生转移,生成6.02×1022个阳离子,这些阳离子共有3.0×6.02×1023个质子,则该金属在反应中表现的化合价为 ,它的摩尔质量为 (不考虑它的同位素),其核组成符号为(元素符号用X表示) 。
15.高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表:
组分
SiO2
MgO
Na2O
K2O
Fe2O3
质量分数/%
59.20
38.80
0.25
0.50
0.8
通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。
(1)蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有 (写化学式)。
(2)步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为 。
(3)滤渣A 的成分有 (填化学式)。
(4)步骤②中洗涤沉淀的方法是 。
(5)步骤③反应的化学方程式为 ;实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、和 。
16.金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的应用。
完成下列填空:
(1)镓(Ga)与铝同主族,镓的氯化物与氨水反应的化学方程式: 。
(2)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如:2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3
常温下Al的金属性比Ba的金属性 (填“强”或“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是 。
a.高温时Al的活泼性大于Ba
b.高温有利于BaO分解
c.高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定
d.Ba的沸点比Al的低
17.三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)常用来治疗胃酸过多的胃溃疡,是因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。
(1)用氧化物的形式表示三硅酸镁的组成 。
(2)三硅酸镁中和胃酸(主要成分为盐酸)的化学方程式是 ,与其他药物相比,三硅酸镁的主要优点是
18.认识氧化物的性质,能帮助我们更好地认识自然和保护环境。
(1)摩擦剂是牙膏的主体成分,SiO2是一种常见的摩擦剂。
①Si在元素周期表中的位置是 。
②根据用途推测SiO2在水中的溶解性: (填“易溶”或“难溶”)。
③比较酸性强弱:H2SO4 (填“>”或“<”)H2SiO3。
(2)SO2和NO2的任意排放均会污染环境。
①从物质分类角度看,SO2属于酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成亚硫酸盐。写出SO2与过量的NaOH溶液反应的离子方程式: 。
②从元素价态看,SO2中S元素为+4价,既具有氧化性,又具有还原性。则反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr中体现了SO2的 (填“氧化性”或“还原性”)。
③NO2是一种 色的有毒气体,易溶于水,与水反应有无色气体生成,写出NO2与水反应的化学方程式: ,反应中每生成标准状况下的气体2.24L,则转移电子的物质的量为 mol。
19.19世纪初,许多新的元素被相继发现,化学家开始关注这些元素在化学性质和物理性质上的相似性和递变性。1869年,俄国化学家门捷列夫编制了一份元素周期表,是化学发展史上的一个里程碑。
(1)请写出下列元素在周期表中的位置:
Na ; O ;He 。
(2)某元素位于第二周期第17族,它是 元素(元素名称);与P相邻的同族元素的原子序数是 、 。
20.下表是周期表中的一部分,数字①~⑧代表八种常见元素在周期表中的位置。
请回答下列问题:
(1)上述元素中化学性质最不活泼的是 (填元素符号)。写出元素③在周期表中位置 。
(2)①、④、⑦三种元素的最高价氧化物的水化物碱性由强到弱的顺序为 。(用化学式表示)
(3)非金属性强弱顺序:⑤ ⑧(填“<”,“>”或“=”),验证该结论的方法为 (用离子方程式表示)。
(4)②、③、④元素原子半径由大到小的顺序为 。(用元素符号表示)
(5)关于元素周期表、周期律,以下说法正确的是 。
A.在金属和非金属分界处可以找到半导体材料
B.在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素
C.通常农药所含有的元素位于元素周期表左下方区域
D.稀有气体原子都满足8电子稳定结构
(6)②的常见单质的电子式 ;⑦和⑧形成化合物的电子式 。
三、实验题
21.如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答问题:
(1)装置C中玻璃仪器的名称为 。
(2)从碘水中分离出I2,选择装置 (填代表装置图的字母,下同),该分离方法的名称为 、 。
(3)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体,选择装置 ;除去自来水中的Cl-等杂质,选择装置 。
(4)装置A中①的名称是 ,进水的方向是从 口进水,加入沸石或碎瓷片的目的是 ,温度计水银球的位置为 。
22.某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律(金属活动性)。在a、b、c、d四只烧杯中分别加入50mL冷水,再各滴加几滴酚酞试液,依次加入大小相近的钠、镁、铝、钾块,通过观察现象判断金属性的相对强弱。
(1)反应最剧烈的烧杯中的金属是 (填元素符号),写出其氢氧化物的电子式 。
(2)实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象,要想达到实验目的,请你帮他选出合适的方法 (填选项字母)。
A.把烧杯中的冷水换成热水
B.把烧杯中的冷水换成盐酸
C.把烧杯中的冷水换成浓硝酸
(3)另举一个化学事实说明钠、镁、铝三种元素的金属性强弱顺序(可配合相应的化学语言): 。
23.某研究性学习小组设计实验探究元素非金属性的递变规律。
Ⅰ.研究性学习小组欲在实验室制备二氧化硫,探究相关物质的一些性质并验证碳、硅元素非金属性的相对强弱。
(1)仪器A的名称为 ,铜与浓硫酸反应的化学方程式为 。
(2)装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用为 。
(3)能说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强的实验现象是 。
Ⅱ.研究性学习小组设计了如图装置来验证卤族元素的性质递变规律,A、B、C三处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红纸。
(4)A处发生反应的离子方程式为 。
(5)乙同学发现如图中B处试纸变蓝,C处红纸褪色,据此 (填“能”或“不能”)得出溴的非金属性强于碘,理由是 。
参考答案:
1.B
【分析】已知前三周期某四种元素原子所形成的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同的电子层结构,则有a-3=b-1=c+2=d+1,可知原子序数a>b>c>d,Y、Z为非金属,处于第二周期,故YW为氧元素,Z为氟元素,W、X为金属处于第三周期,W为铝元素,X为钠元素。
【详解】A.根据以上分析,质子数 a> b,故错误;
B.非金属性越强,离子还原性越弱,所以离子的还原性Y2->Z-,故正确;
C.非金属性越强,其氢化物稳定性越强,所以氢化物的稳定性H2Y
D.钠和铝属于同周期元素,原子序数越大,半径越小,故原子半径X>W,故错误。
答案选B。
2.B
【详解】A.F的质子数=电子数=9,OH-的质子数=8+1=9,电子数=8+1+1=10,两者的电子数不相同,A不选;
B.H3O+的质子数=3+8=11,电子数=3+8-1=10,NH的质子数=7+4=11,电子数=7+4-1=10,两者的质子数和电子数相同,B选;
C.OH-的质子数=8+1=9,电子数=8+1+1=10,NH3的质子数=7+3=10,电子数=7+3=10,两者的质子数不相同,C不选;
D.O2-的质子数=8,电子数=8+2=10,NH的质子数=7+4=11,电子数=7+4-1=10,两者的质子数不相同,D不选;
答案选B。
3.C
【详解】A. 活性炭不能做干燥剂,故A错误;
B. 氯化钠不是干燥剂,故B错误;
C. 硅胶是干燥剂,能吸水,且无毒,故C正确;
D. 小苏打不能做干燥剂,故D错误;
答案选C。
4.A
【详解】设W的质子数为a,由题意知:a+(a+2)+(a+9)=2(a+9),得a=7;即W、Y、X三元素分别为N、F、S。
A.三种元素的原子半径的大小顺序是F
B.W最高价氧化物对应水化物为硝酸,具有强酸性,气态氢化物为氨气具有碱性,正确;
C.X的氧化物为二氧化硫、三氧化硫,氢化物为硫化氢,水溶液均为酸性,正确;
D.Y为氟,与水剧烈反应生成氧气和HF,正确;
答案选A。
5.A
【详解】A.第一个电子层作为最外层时,最多可容纳2个电子,如氦原子,故A错误;
B.电子在原子中处于不同的能量状态,按照能量不同分层排布,故B正确;
C.原子核外的电子,在核外不停的作无规则高速移动,故C正确;
D.原子核外区域能量可能不同,距核由近到远,能量由低到高,即离原子核近的电子能量低,离核远的电子能量高,故D正确;
故选A。
6.D
【详解】A.其质量数为14,质子数为6,所以中子数为14-6=8,A项正确;
B.与二者质子数相同,中子数不同,互为同位素,B项正确;
C.与二者两者的转化为原子的变化,不属于化学变化,C项正确;
D.与二者是同位素,不是同素异形体,D项错误;
故选D。
7.C
【分析】X原子的结构示意图为,由于K最多容纳2个电子,L层最多容纳8个电子,可知a=2,b=8,则X为Ca元素;由化学XY2可知Y的化合价为-1价,而X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同,离子核外电子数均为18,则Y原子核外电子数为17,则Y为Cl;元素Z、W均为短周期元素,它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍,符合条件的元素有He、C、S,由于Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子,则Z为S元素,W为C元素,二者形成的分子为CS2。
【详解】A.X为Ca元素,Y为Cl,Z为S元素,电子层结构相同的离子,核电荷越大半径越小,离子半径由大到小的顺序为rx>rz>ry,故A错误;
B. CaCl2是中性干燥剂,但不可用于干燥氨气,CaCl2能与氨气反应生成CaCl2∙6NH3 ,故B错误;
C. XY2和WZ2分别为氯化钙和CS2,氯化钙为离子化合物,而CS2是共价化合物,CaCl2中仅含离子键,CS2中仅含共价键,故C正确;
D. Cl的氧化物的水化物的酸性不一定比S的氧化物的水化物的酸性强,如HClO是弱酸,H2SO4是强酸,故D错误;
故选C。
8.B
【分析】Y 在短周期中原子半径最大,Y为Na;Z 是地壳中含量最高的金属元素,Z为Al;X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,X为O。
【详解】A.电子层数越多,半径越大,同周期从左往右原子半径逐渐减小,故原子半径由小到大的顺序为:r(O)
B.同周期从左往右金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,故碱性NaOH>Al(OH)3,B正确;
C.Na与O 形成的化合物有Na2O和Na2O2,C错误;
D.X与Z形成的化合物为Al2O3,属于离子化合物,D错误;
故选B。
9.B
【详解】A.第IA族中的H元素不是碱金属元素,A错误;
B.、的电子层结构相同,故a-2=b+1,因此a-b=3,B正确;
C.有11个质子,OH-有9个质子,二者的质子数不同,C错误;
D.短周期中,电子总数是电子层数2倍的元素有He、Be两种,D错误;
故选B。
10.D
【详解】A.第IA族元素包括氢、锂、钠、钾、铷、铯、钫等,所以第IA族除氢外,其余的都是碱金属元素,故A错误;
B.碱金属属于活泼金属,与水剧烈反应,生成碱和氢气,生成的碱再与铜的盐溶液反应,生成氢氧化铜蓝色沉淀,不能置换出铜,故B错误;
C.氟元素的非金属性最强,氟气只有氧化性,而氯、溴、碘等元素,非金属性弱于氟,所以氯气、溴、碘既具有氧化性,又具有还原性,比如氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,氯气即做氧化剂又做还原剂,故C错误;
D.氟气为浅黄绿色,氯气为黄绿色、溴为深红棕色,碘为紫黑色,所以从上到下,卤族元素单质颜色逐渐加深,故D正确;
故选D。
11. +5 Cl-S-S-Cl BC S2Cl2+2SO2+3Cl24SOCl2 CD
【详解】(1)PSCl3中,结合结构式( )可知硫为-2价,氯为-1价,则磷的化合价为+5价;
(2)S2Cl2分子中各原子均满足8电子结构,故S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl;
(3)A.通过含氧酸的酸性强弱来判断元素的非金属性强弱,一定要注意是用最高价的含氧酸,H2SO3和HClO3均不是最高价含氧酸,选项A错误;
B.元素的非金属性越强,对应氢化物就越稳定,气态H2S的热稳定性比HCl的弱,故Cl比S的非金属性强,选项B正确;
C.Cl2通入Na2S溶液可发生反应:Cl2+S2-=2Cl-+S↓,说明氯气的氧化性强于硫,非金属单质氧化性越强,元素非金属性越强,选项C正确;
D.SO2、ClO2均不是最高价氧化物,不能根据它们的氧化性、还原性判断它们的非金属性强弱,选项D错误。
答案选BC;
(4)①SOCl2可由S2Cl2、SO2及Cl2在催化剂和180~200℃时,通过发生化合反应制得,反应的化学方程式为S2Cl2+2SO2+3Cl24SOCl2;
②A.Li电极上生成LiCl,质量增加,选项A错误;
B.原电池是将化学能转为电能的装置,选项B错误;
C.原电池中负极发生失电子的氧化反应,选项C正确;
D.正极上SOCl2得电子被还原,选项D正确。
答案选CD。
12.(1) HClO4
(2) 第四周期第ⅥA族
(3)b
【详解】(1)由图知,I为53号元素,所以的离子结构示意图;同主族元素,从上往下非金属性逐渐减弱,非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物酸性越强,故最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4;短周期元素中,原子半径最大的是钠元素,钠元素容易失去一个电子,氯容易得到一个电子,故钠与氯形成的简单化合物的电子式为:;由于氰[(CN)2]与卤素单质的性质相似,则它在常温下与氢氧化钠的反应的离子方程式与氯气相似,则为:;
(2)由图知,Se在周期表中的位置为第四周期第ⅥA族;H2SeO3与SO2发生氧化还原反应生成Se和H2SO4,由电子守恒和原子守恒得化学反应方程式为:;
(3)a.由于I位于第五周期,它的半径应该最大,Se和Br是同周期元素,从左往右,半径逐渐减小,故,a错误;b.是由不同种原子构成的共价键,为极性共价键,b正确;c..由元素周期律可知,同周期元素,从左往右非金属性逐渐增强,同主族元素,从上往下,金属性逐渐增强,则非金属性:,c错误。
13. ⅥA 小于 强 H2S
【分析】
【详解】(1)Z是S,核外电子层有3层,位于第三周期,最外层电子数为6个,位于第VIA族;
(2)硫与硅是同周期的主族元素,核电荷数越大,原子半径越小,则S的原子半径小于Si 的原子半径;
(3)同周期元素非金属性从左到右依次增强,所以Cl元素的非金属性比Z(S)元素的强;
(4)S的最低负价是-2价,其氢化物为H2S。
14.(1) 14 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 5.1g
(2)
(3) +5 65 g·mol-1
【分析】(1)
M的质子数=M的核外电子数=(50-3×8) ÷2=13,M为A1,因相对分子质量近似等于各原子质量数之和,则A1的质量数=(102-3×16)÷2=27,铝原子核内的中子数为27-13=14;氧化铝与盐酸的反应方程式为:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,根据与HCl反应的化学方程式可知,n(Al2O3)=n(HCl)÷6=0.1L×3mol/L÷6=0.05mol,m(Al2O3)=0.05mol×102g/mol=5.1g,故答案为:14;Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;5.1g;
(2)
设X、Y元素原子的质量数为n,质子数分别为m和p,则两者的中子数依次为(n-m)、(n-p),两者的质子数之和为34,但前者比后者多2个中子,又知Y的质子数与中子数相等,则m+p=34、n-m=n-p+2、n=2p,解得m=16、p=18、n=36,故元素X为,元素Y为,故答案为:;;
(3)
金属与酸反应生成的阳离子物质的量为6.02×1022÷(6.02×1023mol-1)=0.1 mol;设该金属化合价为+x,由电子守恒得:0.1 mol×x=0.2 mol,解得x=2;0.1 mol金属的原子核内含有3.5 mol中子、3.0 mol质子,则1 mol原子核内含中子35 mol、质子30 mol,质量数为35+30=65,其摩尔质量为65g/mol,核组成符号为,故答案为:+5;65 g·mol-1;。
15. Na2O、K2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O MgO和Fe2O3 向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,让水自然流下,重复操作2至3次 H2SiO3SiO2+H2O 坩埚钳、三脚架
【分析】蛇纹石(含SiO2、MgO、Na2O、K2O、Fe2O3)加入足量氢氧化钠进行碱浸溶解,SiO2可与氢氧化钠反应生成硅酸钠,Na2O、K2O可与氢氧化钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾;MgO、Fe2O3不与氢氧化钠溶液反应,也不溶于水,则滤渣A为MgO、Fe2O3,滤液A主要含有K+、Na+、OH-、SiO32-,加入过量盐酸中和滤液A中的碱,同时SiO32-在酸性条件下转化为H2SiO3沉淀,经过滤、洗涤,得到滤渣B为H2SiO3,对其煅烧分解生成SiO2,据此分析解答。
【详解】(1)根据分析,蛇纹石中含有的可溶性金属氧化物有Na2O和K2O,它们能与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾;
(2)二氧化硅属于酸性氧化物,可与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,反应的离子方程式为:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(3)氧化钠与氧化钾属于可溶性氧化物,氧化铝属于两性氧化物,二氧化硅属于酸性氧化物,上述四种物质都能溶解在氢氧化钠溶液中,氧化镁和氧化铁属于碱性氧化物且难溶于水,因此,滤渣A的成分有MgO和Fe2O3;
(4)步骤②生成沉淀的成分是硅酸,洗涤过滤出的沉淀的方法是:向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复上述操作两到三次;
(5)步骤③用灼烧的方法使硅酸分解生成二氧化硅,化学方程式为:H2SiO3SiO2+H2O,实验室灼烧固体时需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和三脚架。
16. GaCl3+3NH3·H2O=Ga(OH)3↓+3NH4Cl 弱 d
【分析】(1)由AlCl3与NH3·H2O的反应可推出化学方程式;
(2)依据元素周期律推理出Al和Ba的的金属性强弱;从化学平衡移动的观点分析此反应发生的原因;
【详解】(1)镓的氯化物与氨水反应生成氯化铵和氢氧化镓,化学方程式为GaCl3+3NH3·H2O=Ga(OH)3↓+3NH4Cl;
答案为:GaCl3+3NH3·H2O=Ga(OH)3↓+3NH4Cl;
(2) 依据元素周期律: Al的金属性弱于Mg,Mg的金属性弱于Ba,则Al的金属性比Ba的金属性弱;对反应2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3,利用Ba的沸点比Al的低,Ba以气态方式离开反应体系,使化学平衡得以向正反应方向进行;
答案为:弱 ;d。
【点睛】有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼,如Na+KClK↑+NaCl;2RbCl+MgMgCl2+2Rb↑等,主要运用了化学平衡移动原理,利用K、Rb沸点低,使更活泼的金属离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行。
17. 2MgO·3SiO2·nH2O Mg2Si3O8·nH2O+4HCl=2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O 不会使胃酸酸度迅速降低,药效有一定持久性
【分析】(1)硅酸盐改写成氧化物的形式,要符合化合价不变、原子个数比不变两个原则,按照活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→H2O的顺序书写。
(2)从硅酸盐的氧化物形式可直观判断与酸反应产物,一般金属离子生成对应盐,硅酸根最后以二氧化硅形式存在。
【详解】(1)硅酸盐改写成氧化物的形式,要符合化合价不变、原子个数比不变两个原则,按照活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→H2O的顺序书写,则用氧化物的形式表示三硅酸镁的组成为2MgO·3SiO2·nH2O;
(2)从硅酸盐的氧化物形式可直观判断与酸反应产物,一般金属离子生成对应盐,硅酸根最后以二氧化硅形式存在,故反应式为Mg2Si3O8·nH2O+4HCl=2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O;与其他药物相比,三硅酸镁的主要优点是:因为该物质不溶于水,不会使胃酸酸度迅速降低,药效有一定持久性。
【点睛】本题考查硅酸盐的书写形式及性质,注意硅酸盐改写成氧化物的形式,要符合化合价不变、原子个数比不变两个原则,按照活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→H2O的顺序书写。
18.(1) 第三周期第ⅣA族 难溶 >
(2) SO2+2OH-=SO+H2O 还原性 红棕 3NO2+H2O=2HNO3+NO 0.2
【详解】(1)①硅是14号元素,原子核外有3个电子层,最外层电子数为4,Si元素在周期表中的位置是第三周期第IVA族;
②SiO2为常见的摩擦剂,其在牙膏中以固体形式存在,因此SiO2在水中难溶;
③根据强酸制弱酸的原理,硫酸可以制备硅酸,因此硫酸酸性强于硅酸,故酸性:H2SO4>H2SiO3;
(2)①SO2可以和NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为:SO2+2OH-=SO+H2O;
②反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr中S元素化合价从+4升到+6价,SO2做还原剂,体现还原性;
③NO2为红棕色气体;与水发生歧化反应,反应的化学方程式:3NO2+H2O=2HNO3+NO;消耗3mol二氧化氮转移2mol电子,则每生成标准状况下的气体2.24L,物质的量为,转移0.2mol电子。
19.(1) 第三周期第ⅠA族 第二周期第ⅥA族 第一周期0族
(2) 氟 7 33
【详解】(1)Na的原子序数为11,核外电子排布三层,最外层有1个电子,所以钠位于元素周期表的第三周期第ⅠA族;O的原子序数为8,核外电子排布两层,最外层有6个电子,所以氧位于元素周期表的第二周期第ⅥA族;He的原子序数为2,核外只有2个电子,是稀有气体元素,位于元素周期表的第一周期0族;
(2)某元素位于第二周期第17族,即第ⅦA族,为氟元素;P为第三周期第ⅤA族元素,原子序数为15,与P相邻的同族元素有第二周期第ⅤA族的元素N和第四周期第ⅤA族的元素As,N的原子序数比P少8,原子序数为7,As的原子序数比P多18,原子序数为33。
20. Ar 第二周期第VIA族 KOH>NaOH>Al(OH)3 > Cl2+2Br-=2Cl2+Br- Al>N>O AB
【分析】根据各元素在元素周期表中的相对位置可知①~⑧号元素分别为:Na、N、O、Al、Cl、Ar、K、Br。
【详解】(1)Ar为稀有气体元素,化学性质最不活泼;③为O元素,位于第二周期第VIA族;
(2)金属性越强,最高价氧化物的水化物的碱性也去,金属性:K>Na>Al,所以①、④、⑦三种元素的最高价氧化物的水化物碱性由强到弱的顺序为KOH>NaOH>Al(OH)3;
(3)同主族元素自上而下非金属减弱,所以非金属性⑤>⑧,非金属性越强,单质的氧化性越强,所以用Cl2+2Br-=2Cl2+Br-来验证;
(4)电子层数越大原子半径越大,电子层数相同核电荷数越小原子半径越大,所以②、③、④元素原子半径由大到小的顺序为Al>N>O;
(5)A.在周期表中金属与非金属的分界处的元素既有金属性又有非金属性,则在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料,故A正确;
B.优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料(如制造火箭、飞机的钛、钼等元素)大多属于过渡元素,故B正确;
C.用来制造一些农药的元素有F、Cl、S、P等,位于元素周期表的右上角,故C错误;
D.He为稀有气体元素,但最外层为2电子稳定结构,故D错误;
综上所述答案为AB;
(6)②为N元素,其单质为N2,两个N原子共用三对电子,电子式为;⑦为K元素,⑧为Br元素,二者形成离子化合物KBr,电子式为。
21.(1)漏斗, 烧杯,玻璃棒
(2) B 萃取 分液
(3) D A
(4) 冷凝管 下 防止液体暴沸 蒸馏烧瓶支管口处
【详解】(1)由装置可知,过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒;
故答案为漏斗,烧杯,玻璃棒;
(2)碘在有机溶剂中的溶解度较大,可用萃取分液的方法分离,选择装置B;
故答案为B,萃取,分液;
(3)3)氯化钾溶液中得到氯化钾固体,应用蒸发的方法;除去自来水中的Cl−等杂质制取蒸馏水,可用蒸馏的方法;
故答案为D, A;
(4)装置A中①为冷凝管,蒸馏时,应使冷却水充满冷凝管,应从下端进水,加入沸石,可防止液体暴沸,温度计用于测量馏分的温度,应位于蒸馏烧瓶支管口处;
故答案为冷凝管,下,防止液体暴沸, 蒸馏烧瓶支管口处。
22.(1) K
(2)AB
(3)钠、镁、铝三种金属对应的碱的碱性强弱顺序NaOH> Mg(OH)2>Al(OH)3也可说明三种金属性强弱顺序为Na> Mg>Al。
【解析】(1)
钠、镁、铝、钾四种金属,钾金属最活泼,所以于冷水反应最剧烈的是金属是钾,其氢氧化物的电子式为。
(2)
镁、铝在冷水中反应几乎没有什么现象,想达到实验目的,可通过提高水的温度来加快反应速率,或提高H+浓度来加快反应速率,因此把冷水换成盐酸也可以,但不能用硝酸,硝酸具有强氧化性,会使铝钝化,故答案为AB。
(3)
除了与冷水反应可比较金属活泼性外,碱性的强弱也可比较对应金属的活泼性强弱,氢氧化镁不溶于氢氧化钠溶液,而氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液可得出碱性Mg(OH)2>Al(OH)3,通过MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓,可知碱性NaOH> Mg(OH)2,故三种碱性强弱顺序为NaOH> Mg(OH)2>Al(OH)3,则三种金属活性强弱顺序为Na> Mg>Al。
23.(1) 分液漏斗 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)除去多余的二氧化硫
(3)E中酸性高锰酸钾溶液不褪色;装置F中出现白色胶状沉淀
(4)Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
(5) 不能 红纸褪色说明有氯气剩余,不能判断B处溴蒸气是否参加反应使试纸变蓝
【分析】铜和浓硫酸加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,二氧化硫和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳、酸性高锰酸钾主要除去过多的二氧化硫,再将二氧化碳通入到硅酸钠溶液中反应生成硅酸沉淀、碳酸钠。
【详解】(1)根据图中信息得到仪器A的名称为分液漏斗,铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,其反应化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;故答案为:分液漏斗;Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)二氧化硫通入到硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀和亚硫酸钠,为避免验证碳非金属性大于硅非金属性时影响实验,装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用为除去多余的二氧化硫;故答案为:除去多余的二氧化硫。
(3)E中溶液不褪色,说明没有二氧化硫,说明只有二氧化碳气体通入到硅酸钠溶液中,能说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强的实验现象是E中酸性高锰酸钾溶液不褪色;装置F中出现白色胶状沉淀;故答案为:E中酸性高锰酸钾溶液不褪色;装置F中出现白色胶状沉淀。
(4)A处是氯气和溴离子反应生成溴单质和氯离子,其反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;故答案为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。
(5)C处红纸褪色,说明氯气过量,因此乙同学发现如图中B处试纸变蓝,C处红纸褪色,据此不能得出溴的非金属性强于碘,理由是红纸褪色说明有氯气剩余,不能判断B处溴蒸气是否参加反应使试纸变蓝;故答案为:不能;红纸褪色说明有氯气剩余,不能判断B处溴蒸气是否参加反应使试纸变蓝。
第1章原子结构元素周期律课堂同步练-鲁科版高中化学必修第二册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知前三周期某四种元素原子所形成的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同的电子层结构,则下列关系表示正确的是
A.质子数 b>a B.离子的还原性Y2->Z-
C.氢化物的稳定性H2Y>HZ D.原子半径X
A.F 和OH- B.H3O+和NH C.OH- 和NH3 D.O2-和NH
3.存放食品和药品的包装盒中常放有一袋半透明的球形颗粒,该颗粒的主要作用是保证食品和药品的干燥,其成分可能是
A.活性炭 B.氯化钠 C.硅胶 D.小苏打
4.如下图是周期表中短周期的一部分,W、X、Y三种元素原子核外电子数之和等于X的质量数,X原子核内质子数和中子数相等。下列叙述中不正确的是
A.三种元素的原子半径的大小顺序是W<Y<X
B.W最高价氧化物对应水化物具有强酸性,气态氢化物的水溶液具有弱碱性
C.X元素的氧化物、氢化物的水溶液都呈酸性
D.Y元素的单质是非金属单质中唯一能跟水发生激烈反应的单质
5.下列有关原子核外电子的说法错误的是
A.每个电子层作为最外层时,最多可容纳8个电子
B.电子在核外是分层排布的
C.电子不停地做高速运动
D.离原子核近的电子能量低,离原子核远的电子能量高
6.地质上常用放射性同位素进行“地质考古”,则下列说法中错误的是是
A.的中子数是8 B.与互为同位素
C.转化为不是化学变化 D.与互为同素异形体
7.已知X原子的结构示意图为,X、Y可以形成化合物XY2,且X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍,Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。下列说法正确的是
A.离子半径由大到小的顺序为rx>ry>rz
B.XY2是中性干燥剂,可用于干燥氨气
C.XY2中仅含离子键,WZ2中仅含共价键
D.Y的氧化物的水化物的酸性一定比Z的氧化物的水化物的酸性强
8.短周期主族元素 X、Y、Z的原子序数依次增大,X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Y 在短周期中原子半径最大,Z 是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是
A.原子半径由小到大的顺序:r(X)<r(Y)<r(Z)
B.Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z强
C.X与Y形成的化合物只有一种
D.X与Z形成的化合物属于共价化合物
9.下列说法正确的是
A.第IA族元素都属于碱金属元素,均易失电子
B.短周期元素的离子、的电子层结构相同,则
C.与的质子数和电子数均相等
D.短周期元素中电子总数是电子层数2倍的元素有3种
10.下列关于碱金属和卤族元素的说法正确的是
A.第IA族都是碱金属元素
B.碱金属单质可以将铜从它的盐溶液中置换出来
C.卤族元素单质只有氧化性
D.从上到下,卤族元素单质颜色逐渐加深
二、填空题
11.PSCl3、S2Cl2、SOCl2等含硫化合物用途非常广泛。
(1)PSCl3(结构式为: )中磷的化合价为 。
(2)S2Cl2分子中各原子均满足8电子结构,画出S2Cl2的结构式: 。
(3)能说明同周期的相邻元素S的非金属性比Cl弱的事实是 (填标号)。
A.H2SO3的酸性比HClO3的弱
B.气态H2S的热稳定性比HCl的弱
C.Cl2通入Na2S溶液可发生反应:Cl2+S2-=2Cl-+S↓
D.SO2是常见的还原剂,ClO2是常见的氧化剂
(4)SOCl2(沸点78.8℃)可用作锂电池的非水电解质及有机合成的氯化剂等。
①SOCl2可由S2Cl2、SO2及Cl2在催化剂和180~200℃时,通过发生化合反应制得,该反应的化学方程式为 。
②Li/SOCl2电池的电池反应为:4Li+2SOCl2→4LiCl↓+S+SO2。电池工作时,下列说法正确的是 (填标号)。
A.Li电极的质量不变 B.电能转变为化学能
C.负极发生氧化反应 D.正极上SOCl2被还原
12.如图是元素周期表的一部分。回答下列问题:
16 S
硫
32.06
17 Cl
氯
35.45
34 Se
硒
78.96
35 Br
溴
79.90
53 I
碘
126.9
(1)世界上绝大部分卤素都存在于海洋中,海洋是卤素的资源宝库。
①的离子结构示意图 。
②表中几种元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 (填化学式)。
③用电子式表示短周期元素中,原子半径最大的元素与氯形成的简单化合物的形成过程: 。
④氰[(CN)2]是一种无色、可燃气体,剧毒、有苦杏仁味,与卤素单质的性质相似,试写出氰与NaOH溶液在常温下反应的离子方程式: 。
(2)硒是人体必需的微量元素,起到抗氧化的作用。
①写出Se在周期表中的位置: 。
②溶于水生成,向所得溶液中通入气体发生反应,生成Se和。写出与反应的化学方程式: 。
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
a.原子半径:
b.存在的化学键为极性共价键
c.非金属性:
13.图是元素周期表的一部分,请回答下列问题。
(1)Z元素在元素周期表中位于第 族。
(2)Z的原子半径 (填“大于”、“小于”或“等于”)Si的原子半径。
(3)Cl元素的非金属性比Z元素的 (填“强”或“弱”)。
(4)Z元素的气态氢化物的化学式为 。
14.完成下列问题。
(1)某金属氧化物的化学式为M2O3,1个M2O3含的电子总数为50.若其中每个氧原子核内都有8个中子,M2O3的相对分子质量为102,则M原子核内的中子数约为 ;若M2O3与盐酸发生复分解反应,则其化学方程式是 ,反应消耗了3mol/L盐酸100mL,则参加反应的M2O3的质量是 。
(2)元素X的某种原子和元素Y的某种原子的质量数相同,两者的质子数之和为34,但前者比后者多2个中子,又知Y的质子数与中子数相等,则这两种元素原子的符号分别为X 、Y 。
(3)有若干克某金属,其各原子核内共有3.5×6.02×1023个中子,同质量的该金属和足量稀硫酸反应共有0.2mole-发生转移,生成6.02×1022个阳离子,这些阳离子共有3.0×6.02×1023个质子,则该金属在反应中表现的化合价为 ,它的摩尔质量为 (不考虑它的同位素),其核组成符号为(元素符号用X表示) 。
15.高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表:
组分
SiO2
MgO
Na2O
K2O
Fe2O3
质量分数/%
59.20
38.80
0.25
0.50
0.8
通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。
(1)蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有 (写化学式)。
(2)步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为 。
(3)滤渣A 的成分有 (填化学式)。
(4)步骤②中洗涤沉淀的方法是 。
(5)步骤③反应的化学方程式为 ;实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、和 。
16.金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的应用。
完成下列填空:
(1)镓(Ga)与铝同主族,镓的氯化物与氨水反应的化学方程式: 。
(2)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如:2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3
常温下Al的金属性比Ba的金属性 (填“强”或“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是 。
a.高温时Al的活泼性大于Ba
b.高温有利于BaO分解
c.高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定
d.Ba的沸点比Al的低
17.三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)常用来治疗胃酸过多的胃溃疡,是因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。
(1)用氧化物的形式表示三硅酸镁的组成 。
(2)三硅酸镁中和胃酸(主要成分为盐酸)的化学方程式是 ,与其他药物相比,三硅酸镁的主要优点是
18.认识氧化物的性质,能帮助我们更好地认识自然和保护环境。
(1)摩擦剂是牙膏的主体成分,SiO2是一种常见的摩擦剂。
①Si在元素周期表中的位置是 。
②根据用途推测SiO2在水中的溶解性: (填“易溶”或“难溶”)。
③比较酸性强弱:H2SO4 (填“>”或“<”)H2SiO3。
(2)SO2和NO2的任意排放均会污染环境。
①从物质分类角度看,SO2属于酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成亚硫酸盐。写出SO2与过量的NaOH溶液反应的离子方程式: 。
②从元素价态看,SO2中S元素为+4价,既具有氧化性,又具有还原性。则反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr中体现了SO2的 (填“氧化性”或“还原性”)。
③NO2是一种 色的有毒气体,易溶于水,与水反应有无色气体生成,写出NO2与水反应的化学方程式: ,反应中每生成标准状况下的气体2.24L,则转移电子的物质的量为 mol。
19.19世纪初,许多新的元素被相继发现,化学家开始关注这些元素在化学性质和物理性质上的相似性和递变性。1869年,俄国化学家门捷列夫编制了一份元素周期表,是化学发展史上的一个里程碑。
(1)请写出下列元素在周期表中的位置:
Na ; O ;He 。
(2)某元素位于第二周期第17族,它是 元素(元素名称);与P相邻的同族元素的原子序数是 、 。
20.下表是周期表中的一部分,数字①~⑧代表八种常见元素在周期表中的位置。
请回答下列问题:
(1)上述元素中化学性质最不活泼的是 (填元素符号)。写出元素③在周期表中位置 。
(2)①、④、⑦三种元素的最高价氧化物的水化物碱性由强到弱的顺序为 。(用化学式表示)
(3)非金属性强弱顺序:⑤ ⑧(填“<”,“>”或“=”),验证该结论的方法为 (用离子方程式表示)。
(4)②、③、④元素原子半径由大到小的顺序为 。(用元素符号表示)
(5)关于元素周期表、周期律,以下说法正确的是 。
A.在金属和非金属分界处可以找到半导体材料
B.在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素
C.通常农药所含有的元素位于元素周期表左下方区域
D.稀有气体原子都满足8电子稳定结构
(6)②的常见单质的电子式 ;⑦和⑧形成化合物的电子式 。
三、实验题
21.如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答问题:
(1)装置C中玻璃仪器的名称为 。
(2)从碘水中分离出I2,选择装置 (填代表装置图的字母,下同),该分离方法的名称为 、 。
(3)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体,选择装置 ;除去自来水中的Cl-等杂质,选择装置 。
(4)装置A中①的名称是 ,进水的方向是从 口进水,加入沸石或碎瓷片的目的是 ,温度计水银球的位置为 。
22.某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律(金属活动性)。在a、b、c、d四只烧杯中分别加入50mL冷水,再各滴加几滴酚酞试液,依次加入大小相近的钠、镁、铝、钾块,通过观察现象判断金属性的相对强弱。
(1)反应最剧烈的烧杯中的金属是 (填元素符号),写出其氢氧化物的电子式 。
(2)实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象,要想达到实验目的,请你帮他选出合适的方法 (填选项字母)。
A.把烧杯中的冷水换成热水
B.把烧杯中的冷水换成盐酸
C.把烧杯中的冷水换成浓硝酸
(3)另举一个化学事实说明钠、镁、铝三种元素的金属性强弱顺序(可配合相应的化学语言): 。
23.某研究性学习小组设计实验探究元素非金属性的递变规律。
Ⅰ.研究性学习小组欲在实验室制备二氧化硫,探究相关物质的一些性质并验证碳、硅元素非金属性的相对强弱。
(1)仪器A的名称为 ,铜与浓硫酸反应的化学方程式为 。
(2)装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用为 。
(3)能说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强的实验现象是 。
Ⅱ.研究性学习小组设计了如图装置来验证卤族元素的性质递变规律,A、B、C三处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红纸。
(4)A处发生反应的离子方程式为 。
(5)乙同学发现如图中B处试纸变蓝,C处红纸褪色,据此 (填“能”或“不能”)得出溴的非金属性强于碘,理由是 。
参考答案:
1.B
【分析】已知前三周期某四种元素原子所形成的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同的电子层结构,则有a-3=b-1=c+2=d+1,可知原子序数a>b>c>d,Y、Z为非金属,处于第二周期,故YW为氧元素,Z为氟元素,W、X为金属处于第三周期,W为铝元素,X为钠元素。
【详解】A.根据以上分析,质子数 a> b,故错误;
B.非金属性越强,离子还原性越弱,所以离子的还原性Y2->Z-,故正确;
C.非金属性越强,其氢化物稳定性越强,所以氢化物的稳定性H2Y
答案选B。
2.B
【详解】A.F的质子数=电子数=9,OH-的质子数=8+1=9,电子数=8+1+1=10,两者的电子数不相同,A不选;
B.H3O+的质子数=3+8=11,电子数=3+8-1=10,NH的质子数=7+4=11,电子数=7+4-1=10,两者的质子数和电子数相同,B选;
C.OH-的质子数=8+1=9,电子数=8+1+1=10,NH3的质子数=7+3=10,电子数=7+3=10,两者的质子数不相同,C不选;
D.O2-的质子数=8,电子数=8+2=10,NH的质子数=7+4=11,电子数=7+4-1=10,两者的质子数不相同,D不选;
答案选B。
3.C
【详解】A. 活性炭不能做干燥剂,故A错误;
B. 氯化钠不是干燥剂,故B错误;
C. 硅胶是干燥剂,能吸水,且无毒,故C正确;
D. 小苏打不能做干燥剂,故D错误;
答案选C。
4.A
【详解】设W的质子数为a,由题意知:a+(a+2)+(a+9)=2(a+9),得a=7;即W、Y、X三元素分别为N、F、S。
A.三种元素的原子半径的大小顺序是F
C.X的氧化物为二氧化硫、三氧化硫,氢化物为硫化氢,水溶液均为酸性,正确;
D.Y为氟,与水剧烈反应生成氧气和HF,正确;
答案选A。
5.A
【详解】A.第一个电子层作为最外层时,最多可容纳2个电子,如氦原子,故A错误;
B.电子在原子中处于不同的能量状态,按照能量不同分层排布,故B正确;
C.原子核外的电子,在核外不停的作无规则高速移动,故C正确;
D.原子核外区域能量可能不同,距核由近到远,能量由低到高,即离原子核近的电子能量低,离核远的电子能量高,故D正确;
故选A。
6.D
【详解】A.其质量数为14,质子数为6,所以中子数为14-6=8,A项正确;
B.与二者质子数相同,中子数不同,互为同位素,B项正确;
C.与二者两者的转化为原子的变化,不属于化学变化,C项正确;
D.与二者是同位素,不是同素异形体,D项错误;
故选D。
7.C
【分析】X原子的结构示意图为,由于K最多容纳2个电子,L层最多容纳8个电子,可知a=2,b=8,则X为Ca元素;由化学XY2可知Y的化合价为-1价,而X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同,离子核外电子数均为18,则Y原子核外电子数为17,则Y为Cl;元素Z、W均为短周期元素,它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍,符合条件的元素有He、C、S,由于Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子,则Z为S元素,W为C元素,二者形成的分子为CS2。
【详解】A.X为Ca元素,Y为Cl,Z为S元素,电子层结构相同的离子,核电荷越大半径越小,离子半径由大到小的顺序为rx>rz>ry,故A错误;
B. CaCl2是中性干燥剂,但不可用于干燥氨气,CaCl2能与氨气反应生成CaCl2∙6NH3 ,故B错误;
C. XY2和WZ2分别为氯化钙和CS2,氯化钙为离子化合物,而CS2是共价化合物,CaCl2中仅含离子键,CS2中仅含共价键,故C正确;
D. Cl的氧化物的水化物的酸性不一定比S的氧化物的水化物的酸性强,如HClO是弱酸,H2SO4是强酸,故D错误;
故选C。
8.B
【分析】Y 在短周期中原子半径最大,Y为Na;Z 是地壳中含量最高的金属元素,Z为Al;X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,X为O。
【详解】A.电子层数越多,半径越大,同周期从左往右原子半径逐渐减小,故原子半径由小到大的顺序为:r(O)
C.Na与O 形成的化合物有Na2O和Na2O2,C错误;
D.X与Z形成的化合物为Al2O3,属于离子化合物,D错误;
故选B。
9.B
【详解】A.第IA族中的H元素不是碱金属元素,A错误;
B.、的电子层结构相同,故a-2=b+1,因此a-b=3,B正确;
C.有11个质子,OH-有9个质子,二者的质子数不同,C错误;
D.短周期中,电子总数是电子层数2倍的元素有He、Be两种,D错误;
故选B。
10.D
【详解】A.第IA族元素包括氢、锂、钠、钾、铷、铯、钫等,所以第IA族除氢外,其余的都是碱金属元素,故A错误;
B.碱金属属于活泼金属,与水剧烈反应,生成碱和氢气,生成的碱再与铜的盐溶液反应,生成氢氧化铜蓝色沉淀,不能置换出铜,故B错误;
C.氟元素的非金属性最强,氟气只有氧化性,而氯、溴、碘等元素,非金属性弱于氟,所以氯气、溴、碘既具有氧化性,又具有还原性,比如氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,氯气即做氧化剂又做还原剂,故C错误;
D.氟气为浅黄绿色,氯气为黄绿色、溴为深红棕色,碘为紫黑色,所以从上到下,卤族元素单质颜色逐渐加深,故D正确;
故选D。
11. +5 Cl-S-S-Cl BC S2Cl2+2SO2+3Cl24SOCl2 CD
【详解】(1)PSCl3中,结合结构式( )可知硫为-2价,氯为-1价,则磷的化合价为+5价;
(2)S2Cl2分子中各原子均满足8电子结构,故S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl;
(3)A.通过含氧酸的酸性强弱来判断元素的非金属性强弱,一定要注意是用最高价的含氧酸,H2SO3和HClO3均不是最高价含氧酸,选项A错误;
B.元素的非金属性越强,对应氢化物就越稳定,气态H2S的热稳定性比HCl的弱,故Cl比S的非金属性强,选项B正确;
C.Cl2通入Na2S溶液可发生反应:Cl2+S2-=2Cl-+S↓,说明氯气的氧化性强于硫,非金属单质氧化性越强,元素非金属性越强,选项C正确;
D.SO2、ClO2均不是最高价氧化物,不能根据它们的氧化性、还原性判断它们的非金属性强弱,选项D错误。
答案选BC;
(4)①SOCl2可由S2Cl2、SO2及Cl2在催化剂和180~200℃时,通过发生化合反应制得,反应的化学方程式为S2Cl2+2SO2+3Cl24SOCl2;
②A.Li电极上生成LiCl,质量增加,选项A错误;
B.原电池是将化学能转为电能的装置,选项B错误;
C.原电池中负极发生失电子的氧化反应,选项C正确;
D.正极上SOCl2得电子被还原,选项D正确。
答案选CD。
12.(1) HClO4
(2) 第四周期第ⅥA族
(3)b
【详解】(1)由图知,I为53号元素,所以的离子结构示意图;同主族元素,从上往下非金属性逐渐减弱,非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物酸性越强,故最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4;短周期元素中,原子半径最大的是钠元素,钠元素容易失去一个电子,氯容易得到一个电子,故钠与氯形成的简单化合物的电子式为:;由于氰[(CN)2]与卤素单质的性质相似,则它在常温下与氢氧化钠的反应的离子方程式与氯气相似,则为:;
(2)由图知,Se在周期表中的位置为第四周期第ⅥA族;H2SeO3与SO2发生氧化还原反应生成Se和H2SO4,由电子守恒和原子守恒得化学反应方程式为:;
(3)a.由于I位于第五周期,它的半径应该最大,Se和Br是同周期元素,从左往右,半径逐渐减小,故,a错误;b.是由不同种原子构成的共价键,为极性共价键,b正确;c..由元素周期律可知,同周期元素,从左往右非金属性逐渐增强,同主族元素,从上往下,金属性逐渐增强,则非金属性:,c错误。
13. ⅥA 小于 强 H2S
【分析】
【详解】(1)Z是S,核外电子层有3层,位于第三周期,最外层电子数为6个,位于第VIA族;
(2)硫与硅是同周期的主族元素,核电荷数越大,原子半径越小,则S的原子半径小于Si 的原子半径;
(3)同周期元素非金属性从左到右依次增强,所以Cl元素的非金属性比Z(S)元素的强;
(4)S的最低负价是-2价,其氢化物为H2S。
14.(1) 14 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 5.1g
(2)
(3) +5 65 g·mol-1
【分析】(1)
M的质子数=M的核外电子数=(50-3×8) ÷2=13,M为A1,因相对分子质量近似等于各原子质量数之和,则A1的质量数=(102-3×16)÷2=27,铝原子核内的中子数为27-13=14;氧化铝与盐酸的反应方程式为:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,根据与HCl反应的化学方程式可知,n(Al2O3)=n(HCl)÷6=0.1L×3mol/L÷6=0.05mol,m(Al2O3)=0.05mol×102g/mol=5.1g,故答案为:14;Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;5.1g;
(2)
设X、Y元素原子的质量数为n,质子数分别为m和p,则两者的中子数依次为(n-m)、(n-p),两者的质子数之和为34,但前者比后者多2个中子,又知Y的质子数与中子数相等,则m+p=34、n-m=n-p+2、n=2p,解得m=16、p=18、n=36,故元素X为,元素Y为,故答案为:;;
(3)
金属与酸反应生成的阳离子物质的量为6.02×1022÷(6.02×1023mol-1)=0.1 mol;设该金属化合价为+x,由电子守恒得:0.1 mol×x=0.2 mol,解得x=2;0.1 mol金属的原子核内含有3.5 mol中子、3.0 mol质子,则1 mol原子核内含中子35 mol、质子30 mol,质量数为35+30=65,其摩尔质量为65g/mol,核组成符号为,故答案为:+5;65 g·mol-1;。
15. Na2O、K2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O MgO和Fe2O3 向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,让水自然流下,重复操作2至3次 H2SiO3SiO2+H2O 坩埚钳、三脚架
【分析】蛇纹石(含SiO2、MgO、Na2O、K2O、Fe2O3)加入足量氢氧化钠进行碱浸溶解,SiO2可与氢氧化钠反应生成硅酸钠,Na2O、K2O可与氢氧化钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾;MgO、Fe2O3不与氢氧化钠溶液反应,也不溶于水,则滤渣A为MgO、Fe2O3,滤液A主要含有K+、Na+、OH-、SiO32-,加入过量盐酸中和滤液A中的碱,同时SiO32-在酸性条件下转化为H2SiO3沉淀,经过滤、洗涤,得到滤渣B为H2SiO3,对其煅烧分解生成SiO2,据此分析解答。
【详解】(1)根据分析,蛇纹石中含有的可溶性金属氧化物有Na2O和K2O,它们能与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾;
(2)二氧化硅属于酸性氧化物,可与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,反应的离子方程式为:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(3)氧化钠与氧化钾属于可溶性氧化物,氧化铝属于两性氧化物,二氧化硅属于酸性氧化物,上述四种物质都能溶解在氢氧化钠溶液中,氧化镁和氧化铁属于碱性氧化物且难溶于水,因此,滤渣A的成分有MgO和Fe2O3;
(4)步骤②生成沉淀的成分是硅酸,洗涤过滤出的沉淀的方法是:向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复上述操作两到三次;
(5)步骤③用灼烧的方法使硅酸分解生成二氧化硅,化学方程式为:H2SiO3SiO2+H2O,实验室灼烧固体时需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和三脚架。
16. GaCl3+3NH3·H2O=Ga(OH)3↓+3NH4Cl 弱 d
【分析】(1)由AlCl3与NH3·H2O的反应可推出化学方程式;
(2)依据元素周期律推理出Al和Ba的的金属性强弱;从化学平衡移动的观点分析此反应发生的原因;
【详解】(1)镓的氯化物与氨水反应生成氯化铵和氢氧化镓,化学方程式为GaCl3+3NH3·H2O=Ga(OH)3↓+3NH4Cl;
答案为:GaCl3+3NH3·H2O=Ga(OH)3↓+3NH4Cl;
(2) 依据元素周期律: Al的金属性弱于Mg,Mg的金属性弱于Ba,则Al的金属性比Ba的金属性弱;对反应2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3,利用Ba的沸点比Al的低,Ba以气态方式离开反应体系,使化学平衡得以向正反应方向进行;
答案为:弱 ;d。
【点睛】有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼,如Na+KClK↑+NaCl;2RbCl+MgMgCl2+2Rb↑等,主要运用了化学平衡移动原理,利用K、Rb沸点低,使更活泼的金属离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行。
17. 2MgO·3SiO2·nH2O Mg2Si3O8·nH2O+4HCl=2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O 不会使胃酸酸度迅速降低,药效有一定持久性
【分析】(1)硅酸盐改写成氧化物的形式,要符合化合价不变、原子个数比不变两个原则,按照活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→H2O的顺序书写。
(2)从硅酸盐的氧化物形式可直观判断与酸反应产物,一般金属离子生成对应盐,硅酸根最后以二氧化硅形式存在。
【详解】(1)硅酸盐改写成氧化物的形式,要符合化合价不变、原子个数比不变两个原则,按照活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→H2O的顺序书写,则用氧化物的形式表示三硅酸镁的组成为2MgO·3SiO2·nH2O;
(2)从硅酸盐的氧化物形式可直观判断与酸反应产物,一般金属离子生成对应盐,硅酸根最后以二氧化硅形式存在,故反应式为Mg2Si3O8·nH2O+4HCl=2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O;与其他药物相比,三硅酸镁的主要优点是:因为该物质不溶于水,不会使胃酸酸度迅速降低,药效有一定持久性。
【点睛】本题考查硅酸盐的书写形式及性质,注意硅酸盐改写成氧化物的形式,要符合化合价不变、原子个数比不变两个原则,按照活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→H2O的顺序书写。
18.(1) 第三周期第ⅣA族 难溶 >
(2) SO2+2OH-=SO+H2O 还原性 红棕 3NO2+H2O=2HNO3+NO 0.2
【详解】(1)①硅是14号元素,原子核外有3个电子层,最外层电子数为4,Si元素在周期表中的位置是第三周期第IVA族;
②SiO2为常见的摩擦剂,其在牙膏中以固体形式存在,因此SiO2在水中难溶;
③根据强酸制弱酸的原理,硫酸可以制备硅酸,因此硫酸酸性强于硅酸,故酸性:H2SO4>H2SiO3;
(2)①SO2可以和NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为:SO2+2OH-=SO+H2O;
②反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr中S元素化合价从+4升到+6价,SO2做还原剂,体现还原性;
③NO2为红棕色气体;与水发生歧化反应,反应的化学方程式:3NO2+H2O=2HNO3+NO;消耗3mol二氧化氮转移2mol电子,则每生成标准状况下的气体2.24L,物质的量为,转移0.2mol电子。
19.(1) 第三周期第ⅠA族 第二周期第ⅥA族 第一周期0族
(2) 氟 7 33
【详解】(1)Na的原子序数为11,核外电子排布三层,最外层有1个电子,所以钠位于元素周期表的第三周期第ⅠA族;O的原子序数为8,核外电子排布两层,最外层有6个电子,所以氧位于元素周期表的第二周期第ⅥA族;He的原子序数为2,核外只有2个电子,是稀有气体元素,位于元素周期表的第一周期0族;
(2)某元素位于第二周期第17族,即第ⅦA族,为氟元素;P为第三周期第ⅤA族元素,原子序数为15,与P相邻的同族元素有第二周期第ⅤA族的元素N和第四周期第ⅤA族的元素As,N的原子序数比P少8,原子序数为7,As的原子序数比P多18,原子序数为33。
20. Ar 第二周期第VIA族 KOH>NaOH>Al(OH)3 > Cl2+2Br-=2Cl2+Br- Al>N>O AB
【分析】根据各元素在元素周期表中的相对位置可知①~⑧号元素分别为:Na、N、O、Al、Cl、Ar、K、Br。
【详解】(1)Ar为稀有气体元素,化学性质最不活泼;③为O元素,位于第二周期第VIA族;
(2)金属性越强,最高价氧化物的水化物的碱性也去,金属性:K>Na>Al,所以①、④、⑦三种元素的最高价氧化物的水化物碱性由强到弱的顺序为KOH>NaOH>Al(OH)3;
(3)同主族元素自上而下非金属减弱,所以非金属性⑤>⑧,非金属性越强,单质的氧化性越强,所以用Cl2+2Br-=2Cl2+Br-来验证;
(4)电子层数越大原子半径越大,电子层数相同核电荷数越小原子半径越大,所以②、③、④元素原子半径由大到小的顺序为Al>N>O;
(5)A.在周期表中金属与非金属的分界处的元素既有金属性又有非金属性,则在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料,故A正确;
B.优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料(如制造火箭、飞机的钛、钼等元素)大多属于过渡元素,故B正确;
C.用来制造一些农药的元素有F、Cl、S、P等,位于元素周期表的右上角,故C错误;
D.He为稀有气体元素,但最外层为2电子稳定结构,故D错误;
综上所述答案为AB;
(6)②为N元素,其单质为N2,两个N原子共用三对电子,电子式为;⑦为K元素,⑧为Br元素,二者形成离子化合物KBr,电子式为。
21.(1)漏斗, 烧杯,玻璃棒
(2) B 萃取 分液
(3) D A
(4) 冷凝管 下 防止液体暴沸 蒸馏烧瓶支管口处
【详解】(1)由装置可知,过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒;
故答案为漏斗,烧杯,玻璃棒;
(2)碘在有机溶剂中的溶解度较大,可用萃取分液的方法分离,选择装置B;
故答案为B,萃取,分液;
(3)3)氯化钾溶液中得到氯化钾固体,应用蒸发的方法;除去自来水中的Cl−等杂质制取蒸馏水,可用蒸馏的方法;
故答案为D, A;
(4)装置A中①为冷凝管,蒸馏时,应使冷却水充满冷凝管,应从下端进水,加入沸石,可防止液体暴沸,温度计用于测量馏分的温度,应位于蒸馏烧瓶支管口处;
故答案为冷凝管,下,防止液体暴沸, 蒸馏烧瓶支管口处。
22.(1) K
(2)AB
(3)钠、镁、铝三种金属对应的碱的碱性强弱顺序NaOH> Mg(OH)2>Al(OH)3也可说明三种金属性强弱顺序为Na> Mg>Al。
【解析】(1)
钠、镁、铝、钾四种金属,钾金属最活泼,所以于冷水反应最剧烈的是金属是钾,其氢氧化物的电子式为。
(2)
镁、铝在冷水中反应几乎没有什么现象,想达到实验目的,可通过提高水的温度来加快反应速率,或提高H+浓度来加快反应速率,因此把冷水换成盐酸也可以,但不能用硝酸,硝酸具有强氧化性,会使铝钝化,故答案为AB。
(3)
除了与冷水反应可比较金属活泼性外,碱性的强弱也可比较对应金属的活泼性强弱,氢氧化镁不溶于氢氧化钠溶液,而氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液可得出碱性Mg(OH)2>Al(OH)3,通过MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓,可知碱性NaOH> Mg(OH)2,故三种碱性强弱顺序为NaOH> Mg(OH)2>Al(OH)3,则三种金属活性强弱顺序为Na> Mg>Al。
23.(1) 分液漏斗 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)除去多余的二氧化硫
(3)E中酸性高锰酸钾溶液不褪色;装置F中出现白色胶状沉淀
(4)Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
(5) 不能 红纸褪色说明有氯气剩余,不能判断B处溴蒸气是否参加反应使试纸变蓝
【分析】铜和浓硫酸加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,二氧化硫和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳、酸性高锰酸钾主要除去过多的二氧化硫,再将二氧化碳通入到硅酸钠溶液中反应生成硅酸沉淀、碳酸钠。
【详解】(1)根据图中信息得到仪器A的名称为分液漏斗,铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,其反应化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;故答案为:分液漏斗;Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)二氧化硫通入到硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀和亚硫酸钠,为避免验证碳非金属性大于硅非金属性时影响实验,装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用为除去多余的二氧化硫;故答案为:除去多余的二氧化硫。
(3)E中溶液不褪色,说明没有二氧化硫,说明只有二氧化碳气体通入到硅酸钠溶液中,能说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强的实验现象是E中酸性高锰酸钾溶液不褪色;装置F中出现白色胶状沉淀;故答案为:E中酸性高锰酸钾溶液不褪色;装置F中出现白色胶状沉淀。
(4)A处是氯气和溴离子反应生成溴单质和氯离子,其反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;故答案为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。
(5)C处红纸褪色,说明氯气过量,因此乙同学发现如图中B处试纸变蓝,C处红纸褪色,据此不能得出溴的非金属性强于碘,理由是红纸褪色说明有氯气剩余,不能判断B处溴蒸气是否参加反应使试纸变蓝;故答案为:不能;红纸褪色说明有氯气剩余,不能判断B处溴蒸气是否参加反应使试纸变蓝。
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