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【化学】甘肃省天水一中2018-2019学年高一下学期第一阶段考试理科试卷(解析版)
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甘肃省天水一中2018-2019学年高一下学期第一阶段考试理科试卷
可能用到的相对原子质量 H:1 O:16 N:14 Al:27 Na:23 Cu:64
第Ⅰ卷(选择题 共54分)
一、选择题(共18题,每题3分,每小题只有1个选项符合题意)
1.中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝,关于核素Lv的叙述错误的是( )
A. 原子序数为116 B. 中子数为177
C. 核外电子数为116 D. 该元素的相对原子质量为293
【答案】D
【解析】试题分析:A.第116号元素Lv的原子序数为116,故A正确;B.中子数=质量数-质子数=293-116=177,故B正确;C.原子序数=质子数=核外电子数=核电荷数,可知核外电子数为116,故C正确;D.293代表该原子的质量数,一种元素有多种核素,质量数指的是质子与中子质量的和,不同核素的质量数不同,即一种元素可以有多个质量数,相对原子质量为各核素的平均相对质量,所以同种元素的相对原子质量只有一个数值,两者近似相等,故D错误。故选D。
2.下列气体既可以用浓硫酸干燥,又可以用碱石灰干燥的是( )
A. SO2 B. NH3 C. Cl2 D. O2
【答案】D
【详解】A. 二氧化硫是酸性氧化物,能和氢氧化钠反应,所以不能用碱石灰干燥;
B. NH3可与浓硫酸发生反应,不能用浓硫酸干燥;
C. Cl2可以用浓硫酸干燥,Cl2和氢氧化钠反应,所以不能用碱石灰干燥;
D. O2是中性气体,与浓硫酸、碱石灰都不能反应,所以既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥。
综上所述,D符合题意,本题选D。
3.下列组合不能实现喷泉实验的是( )
A. NO和水 B. CO2和NaOH溶液 C. HCl和水 D. Cl2和NaOH溶液
【答案】A
【详解】A.一氧化氮不溶于水,不能形成压强差,不能形成喷泉,A符合题意;
B.挤压胶头滴管,CO2和NaOH溶液反应,使容器内气体减少,外界压强大于容器内气体压强,可以形成喷泉,B不符合题意;
C.挤压胶头滴管,氯化氢易溶于水,使气体减少,容器内气体减少,外界压强大于容器内气体压强,可以形成喷泉,C不符合题意;
D.挤压胶头滴管,氯气与氢氧化钠溶液反应,气体减少,容器内气体减少,外界压强大于容器内气体压强,可以形成喷泉,D不符合题意;
故合理选项是A。
4.下列关于元素周期表的说法不正确的是( )
A. 元素周期表中一共有18个纵行
B. 除零族元素外,非金属元素全都是主族元素
C. 同周期IIA族与IIIA族元素的原子序数之差不可能为25
D. 同族上下相邻两种元素的原子序数之差可能为32
【答案】C
【解析】分析:A.元素周期表有18个纵行;
B.除0族元素外,非金属元素都位于主族,副族和第VIII族元素都是金属元素;
C.同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素,在短周期相邻,六、七周期中相隔副族、第ⅤⅢ,且ⅢB存在锕系、镧系元素;
D.同一主族的两种元素的原子序数之差为2、8、8、18、18、32等。
详解:A.元素周期表有18个纵行,包括7个主族、7个副族、1个0族、1个第VIII族,第VIII族包含3个纵行,故A正确;
B.除0族元素外,非金属元素都位于主族,所以非金属元素全都是主族元素,副族和第VIII族元素都是金属元素,所以B选项是正确的;
C.同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素,若在六、七周期中相隔副族、第ⅤⅢ,且ⅢB存在锕系、镧系元素,则原子序数之差可能为25,所以C选项是错误的;
D.同一主族相邻的两种元素的原子序数之差为2、8、8、18、18、32等,所以可能为32,所以D选项是正确的;
所以答案选C。
5.下列关于元素周期表应用的说法正确的是( )
A. 为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现提供线索
B. 在金属与非金属的交界处,寻找可做催化剂的合金材料
C. 在IA、IIA族元素中,寻找制造农药的主要元素
D. 在过渡元素中,可以找到半导体材料
【答案】A
【详解】A.元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映元素原子的内部结构和它们之间相互联系的规律。为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索,故A正确;
B.在周期表中金属和非金属的分界处可以找到半导体材料,故B错误;
C.通常制造农药的主要元素有F、Cl、S、P等元素,并不在IA、IIA族元素中,故C错误;
D.在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料,并不是半导体材料,故D错误;
答案选A。
6.下列物质既含离子键又含共价键的是( )
A. CaCl2 B. NH4Cl C. MgF2 D. H2O2
【答案】B
【解析】分析:一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,第IA、IIA族元素和第VIA、VIIA族元素之间易形成离子键.
详解:A、 CaCl2 中钙离子和氯离子之间存在离子键,故A错误; B. NH4Cl为离子化合物,含有离子键和共价键,故B正确;C. MgF2 中镁离子和氟离子之间存在离子键,故C错误; D. H2O2为共价化合物,只含有共价键,故D错误;故选B。
7.下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验说法不正确的是( )
A. 喷有碱液的棉花是为了防止SO2污染环境
B. 将水注入反应后冷却的试管a中,溶液变为蓝色
C. 铜片表面先发黑,反应完全后试管a底部有白色固体
D. 反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【答案】B
【解析】
【分析】A. 二氧化硫是有毒的大气污染物,二氧化硫有毒;
B. 浓硫酸具有吸水性;
C. 依据浓硫酸强氧化性和吸水性分析解答;
D. 铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水;
【详解】A. 有碱液的棉花,防止二氧化硫散失到空气中,造成大气污染,其作用是吸收过量的SO2,防止环境污染,A项正确;
B. 浓硫酸具有吸水性,使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体,B项错误;
C. 浓硫酸强氧化性,铜被氧化生成氧化铜,表面先发黑,浓硫酸具有吸水性,使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体,C项正确;
D. 铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,D项正确;
答案选B。
8.对于下列事实的解释正确的是( )
A. 在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有吸水性
B. 浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸具有挥发性
C. 常温下,浓硝酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓硝酸不反应
D. 氨气可以完成喷泉实验,说明氨气极易溶于水
【答案】D
【详解】A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性,故A错误;B.浓硝酸见光或是加热条件下易分解为二氧化氮、氧气和水,导致浓硝酸颜色变黄,体现了浓硝酸的不稳定性,故B错误;C.常温下,金属铝遇到浓硝酸会钝化,钝化是发生反应生成致密氧化膜的过程,故C错误;D.氨气极易溶解于水,可利用氨气设计喷泉实验,故D正确;故答案为D。
9.下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的某化学性质,其中能达到实验目的的是( )
A. 制取氨气
B. 除去氨气中的水蒸气
C. 验证氨气具有还原性
D. 吸收尾气
【答案】C
【解析】
【分析】A.装置未加热;
B.氨气为碱性气体;
C.氨气与CuO反应生成氮气、Cu和水,依据氧化还原反应规律作答;
D.氨气有刺激性气味,极易溶于水,尾气处理时需防倒吸。
【详解】A. 氯化铵与氢氧化钠在不加热条件下会生成一水合氨,图中缺少酒精灯加热制备氨气,不能达到实验目的,A项错误;
B. 氨气与硫酸会发生反应,则浓硫酸不能干燥氨气,B项错误;
C. 氨气与CuO反应生成氮气、Cu和水,N元素的化合价升高,则氨气具有还原性,C项正确;
D. 苯的密度比水的密度小,在水的上层,起不到防倒吸的目的,则图中装置不能吸收尾气,D项错误;
答案选C。
10.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径(×10-10 m)
1.86
0.99
1.43
1.60
0.75
0.74
主要化合价
最高正价
+1
+7
+3
+2
+5
--
最低负价
--
-1
--
--
-3
-2
下列说法正确的是( )
A. 离子半径r(R3-)﹥r(X+)﹥r(Z3+)
B. 元素X和Q形成的化合物中不可能含有共价键
C. Q2-比R3-更容易失去电子
D. Y的含氧酸的酸性一定比R的含氧酸的酸性强
【答案】A
【解析】由短周期元素的原子半径及主要化合价可知,Y存在+7、-1价,则Y为Cl,Q只有-2价,则Q为O,R与Q的半径接近,且R存在+5、-3价,则R为N,X、Z、M均只有正价,且原子半径大于O、Cl的原子半径,则应分别为第三周期的Na、Al、Mg;A.具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,则离子半径r(R3-)>r(X+)>r(Z3+),故A正确;B.元素X和Q形成的化合物可能为Na2O2,存在O-O非极性共价键,故B错误;C.非金属性Q>R,则R3-比Q2-更容易失去电子,故C错误;D.高氯酸为所有含氧酸中酸性最强的酸,则Y的最高价含氧酸的酸性一定比R的含氧酸的酸性强,故D错误;故选A。
11.下列叙述中,正确的是 ( )
A. 由共价键形成的物质一定是共价化合物
B. 只有金属元素和非金属元素化合时才能形成离子键
C. 分子中不一定存在化学键
D. 共价化合物可能含离子键,离子化合物可能含共价键
【答案】C
【解析】A. 由共价键形成的物质不一定是共价化合物,例如氢气等单质,A错误;B. 非金属元素间也能形成离子键,例如铵根和氯离子形成的氯化铵等铵盐,B错误;C. 分子中不一定存在化学键,例如稀有气体分子,C正确;D. 共价化合物一定含离子键,离子化合物可能含共价键,例如氢氧化钠等,D错误,答案选C。
12.四种主族元素的离子aXm+、bYn+、cZn-和dRm-(a、b、c、d为元素的原子序数),它们具有相同的电子层结构,若m>n,则下列叙述的判断正确的是( )
①a-b=n-m ②元素的原子序数a>b>c>d ③元素非金属性Z>R ④最高价氧化物对应水化物碱性X>Y ⑤离子半径r(Rm-)>r(Zn-)>r(Yn+)>r(Xm+)
A. ②③⑤正确 B. 只有③正确
C. ①②③④正确 D. ①②③正确
【答案】A
【解析】
【分析】四种主族元素的离子aXm+、bYn+、cZn-和dRm-(a、b、c、d为元素的原子序数),它们具有相同的电子层结构,根据阴前阳后,可确定它们的位置,然后利用同周期元素性质的变化规律来分析解答。
【详解】①离子aXm+、bYn+具有相同的电子层结构,则离子具有相同的电子数,即a-m=b-n,故①错误;
②由题意可知,具有相同的电子层结构,根据阴前阳后,X、Y在下一周期,Z、R在上一周期,若m>n,则Y在X的前面,R在Z的前面,所以元素的原子序数为a>b>c>d,故②正确;
③Z、R为上一周期的非金属元素,且元素的原子序数的离子c>d,在同一周期元素非金属性从左向右增强,即非金属性Z>R,故③正确;
④四种主族元素中X、Y为下一周期的金属元素,且元素的原子序数a>b,在同一周期元素的金属性从左向右减弱,即金属性Y>X,则最高价氧化物对应水化物碱性Y>X,故④错误;
⑤由②可知元素的原子序数为a>b>c>d,这四种主族元素的离子具有相同的电子层结构,具有相同电子层结构的离子半径,序数越大半径越小,故⑤正确。
所以正确的为②③⑤。
故选A。
13.下列有关化学用语的表示方法中正确的是( )
A. 次氯酸的电子式:
B. Na+的结构示意图:
C. 用电子式表示MgCl2的形成过程为:
D. M2+离子核外有a个电子,b个中子,M原子符号为
【答案】D
【解析】A项,HClO的电子式为,A项错误;B项,Na+的结构示意图为,B项错误;C项,用电子式表示MgCl2的形成过程为:,C项错误;D项,M2+离子核外有a个电子,M原子核外有a+2个电子,M的质子数为a+2,质量数为a+2+b,M的原子符号为,D项正确;答案选D。
14.W、R、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。Y原子半径在短周期主族元素中最大。W与Y同主族,X与Z同主族。R原子最外层电子数比内层电子数多3,W、Y原子的电子数总和与X、Z原子的电子数总和之比为1∶2。下列说法正确的是( )
A. 原子半径: r(Z)>r(X)>r(R)>r(W)
B. X与Y形成化合物中可能既有离子键又有共价键
C. X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D. 由W、R、X三种元素组成的化合物只能是酸或碱
【答案】B
【解析】根据题目描述这五种元素是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y原子半径在短周期主族元素中最大,则Y为Na元素,W与Y同主族,且原子序数最小,所以W为H元素,R原子最外层电子数比内层电子数多3,则R为N元素,又W、Y原子的电子数总和为1+11=12,则X、Z原子的电子数总和为24,且X与Z同主族,所以X为O元素,Z为S元素。分析如下:A、原子半径:r(S)>r(N)>r(O)>r(H),所以A错误;B、氧和钠可形成Na2O或Na2O2,其中Na2O2中既有离子键又有共价键,所以B正确;C、H2O的热稳定性强于H2S,故C错误;D、由H、N、O三种元素组成的化合物可能是酸HNO3、可能是碱NH3·H2O,也可能是盐NH4NO3,所以D错误。本题正确答案为B。
15.短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
W
X
Y
Z
A. 氢化物沸点:W < Z B. 氧化物对应水化物的酸性:Y > W
C. 元素非金属性:X< W D. 简单离子的半径:Y < X
【答案】D
【解析】
【分析】由元素在周期表中的位置可知W、X为第二周期,Y、Z为第三周期,设Y的最外层电子数为n,则W的最外层电子数为n+2、X的最外层电子数为n+3、Z的最外层电子数为n+4,则n+n+2+n+3+n+4=21,4n=12,n=3,则Y为Al元素,W为N元素,X为O元素,Z为Cl元素,结合对应单质、化合物的性质以及元素周期律知识解答该题。
【详解】由以上分析可知X为O、Y为Al、Z为Cl、W为N元素,
A. W为N元素,对应的氢化物分子之间可形成氢键,沸点比HCl高,氢化物沸点:W > Z,A项错误;
B. Y为Al,对应的氧化物的水化物氢氧化铝为两性氢氧化物,可弱电离出氢离子,W为N,对应的氧化物的水化物溶液呈酸性,B项错误;
C. 同一周期中,随着原子序数的增大,元素非金属性依次增强(除稀有气体外),则元素非金属性:X> W,C项错误;
D. X为O、Y为Al,对应的离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子的半径:Y < X,D项正确;
答案选D。
16.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A. 18 g D2O所含的电子数为10NA
B. 1 mol H2O2中含有极性键的数目为3NA
C. 标准状况下,22.4 L四氯化碳所含分子数为NA
D. 32g O2和O3的混合物中含有的氧原子数为2NA
【答案】D
【解析】分析:A项,D2O的摩尔质量为20g/mol;B项,1个H2O2中含有2个氢氧极性键;C项,标准状况下CCl4呈液态;D项,O2和O3互为同素异形体。
详解:A项,D2O的摩尔质量为20g/mol,n(D2O)==0.9mol,18gD2O所含电子物质的量为9mol,A项错误;B项,H2O2的结构式为H-O-O-H,1molH2O2中含有极性键物质的量为2mol,B项错误;C项,标准状况下CCl4呈液态,不能用22.4L/mol计算CCl4物质的量,C项错误;D项,O2和O3互为同素异形体,32gO2和O3的混合物中含n(O)==2mol,32gO2和O3的混合物中含氧原子数为2NA,D项正确;答案选D。
17.含中子N个,X的质量数为A,则ag X的氢化物中含质子的物质的量是( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
【答案】A
【详解】根据Xn-化合价可得X的氢化物的化学式为HnX,因X的质量数为A,则HnX的摩尔质量为(A+n)g/mol,agX的氢化物的物质的量为mol,每个HNX分子中含有的质子数为(A-N+n),故ag X的氢化物中含质子的物质的量为mol,故A项正确;答案选A。
18.在某100mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是:0.4mol/L、0.1mol/L。向该混合液中加入2.56g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度(mol/L)是( )
A. 0.15 B. 0.225 C. 0.35 D. 0.45
【答案】B
【详解】反应离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,由题可知,n(NO3-)=0.04mol,n(H+)=0.06mol,当n(Cu)=0.04mol,H+量不足,计算得到n(Cu2+)=0.06mol=0.0225mol,c(Cu2+)==0.225mol/L,故B项正确。
综上所述,本题正确答案为B。
第Ⅱ卷(非选择题 共46分)
二、填空题(本题4小题,共46分)
19.Ⅰ.现有下列基本粒子:1H、2H、3H、1H+、230Th、232Th、24Na、24Mg、O2、O3、14N、14C,请回答下列问题:
(1) 有________种不同的核素。互为同素异形体的粒子为______________。
(2) 碳的同位素12C、13C、14C与氧的同位素16O、17O、18O可化合生成二氧化碳,可得二氧化碳分子的种数为__________;可得相对分子质量不同的二氧化碳分子种数为______。
Ⅱ. 现有下列8种物质:①CaCl2 ②NH4Cl ③K2O2 ④Ba(OH)2 ⑤N2 ⑥HBr ⑦MgO⑧CH4。试用以上编号填空:
(1) 只有非极性键的是___________________。
(2) 既有离子键又有极性键的是____________________。
(3) 属于共价化合物的是__________________。
【答案】(1). 9 (2). O2和O3 (3). 18种 (4). 7种 (5). ⑤ (6). ②④ (7). ⑥⑧
【解析】
【分析】Ⅰ.(1)核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子;由同样的单一化学元素组成,但性质却不相同的单质互为同素异形体;
(2)根据1个二氧化碳分子是由1个C原子和两个O原子构成来分析;利用C、O的相对原子质量来计算二氧化碳的相对分子质量;
Ⅱ.一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,不同非金属元素之间易形成极性键,同种非金属元素之间易形成非极性键,含有离子键的化合物是离子化合物,只含共价键的化合物是共价化合物,据此分析解答。
【详解】Ⅰ.(1)质子数与中子数均相同的才是同种核素,则上述1H、2H、3H、230Th、232Th、24Na、24Mg、14N、14C这9种原子都是不同的核素,所以核素种类为:9;互为同素异形体的粒子为O2和O3,故答案为: 9;O2和O3;
(2)由氧的同位素有16O、17O、18O,碳的同位素有12C、13C、14C,在1个二氧化碳分子中含有1个C原子和两个O原子,采用树状分类法分析讨论如下:①若二氧化碳分子中的O原子相同,则16O可分别与12C、13C、14C构成二氧化碳,即存在3种二氧化碳;同理17O、18O个3种,共3+3+3 = 9种;②若水分子中的C原子相同,O原子不同,
则12C可分别与16O17O、17O18O、16O18O构成二氧化碳,即存在3种二氧化碳;同理,13C、14C分别形成3种二氧化碳;所以共形成3+3+3 = 9种二氧化碳;综上两种情况,可得二氧化碳分子的种数为9+9 = 18种;
因1个二氧化碳分子是由1个C原子和两个O原子构成,则12C与2个16O、13C与2个16O、14C与2个16O组合,其对应的相对分子质量分别为:44、45、46;
12C与2个17O、13C与2个17O、14C与2个17O组合,其对应的相对分子质量分别为:46、47、48;
12C与2个18O、13C与2个18O、14C与2个18O组合,其对应的相对分子质量分别为:48、49、50;
12C与16O17O、13C与16O17O、14C与16O17O组合,其对应的相对分子质量分别为:45、46、47;
12C与16O18O、13C与16O18O、14C与16O18O组合,其对应的相对分子质量分别为:46、47、48;
12C与17O18O、13C与17O18O、14C与17O19O组合,其对应的相对分子质量分别为:47、48、49;
所以相对分子质量不同的水分子种数为44、45、46、47、48、49、50,共7种,
故答案为:18种;7种;
Ⅱ.①CaCl2 ②NH4Cl ③K2O2 ④Ba(OH)2 ⑤N2 ⑥HBr ⑦MgO⑧CH4
①CaCl2是只含离子键的离子化合物;
②NH4Cl中含有离子键和极性键,属于离子化合物;
③K2O2含有离子键和非极性键,属于离子化合物;
④Ba(OH)2中含有离子键和极性键,属于离子化合物;
⑤N2仅含非极性键的单质;
⑥HBr中只含极性共价键,属于共价化合物;
⑦MgO是只含离子键的离子化合物;
⑧CH4仅含极性键,属于共价化合物;则,
(1)只有非极性键的是氮气,故答案为:⑤;
(2)既有离子键又有极性键的是②④,故答案为:②④;
(3)属于共价化合物的是⑥⑦⑨⑩,故答案为:⑥⑧。
20.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。
Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol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。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明非金属性:Cl____S(填“>”或“<”),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___________,干燥管D的作用为___________________。
(4)若要证明非金属性:Cl>I,C中为淀粉—碘化钾混合溶液,B中装有KMnO4固体,则A中试剂为___________,观察到C中溶液____________(填现象),即可证明。从环境保护的观点考虑,此装置缺少尾气处理装置,可用_________溶液吸收尾气。
(5)若要证明非金属性:C>Si,则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液。观察到C中溶液 ________(填现象),即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性,HCl可进入C中干扰实验,应在两装置间添加装有 _________溶液的洗气瓶除去。
【答案】(1). 钾 (2). 铝 (3). > (4). Cl2+S2- =S↓+2Cl- (5). 分液漏斗 (6). 防止倒吸 (7). 浓盐酸 (8). 变蓝色 (9). NaOH溶液 (10). 产生白色沉淀 (11). NaHCO3
【解析】
【分析】I.(1)根据金属活动性顺序表可以判断钠、钾、镁、铝的活泼性,活泼性越强,与盐酸反应越剧烈;根据电子守恒比较生成氢气体积大小;
(2)单质的氧化性越强,其对应元素的非金属性越强,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性得出结论,再根据硫离子被氯气氧化成硫单质,据此写出反应的离子方程式;
II.(3)根据仪器的构造与用途作答;尾气处理装置中,有缓冲装置的能防止倒吸;
(4)浓盐酸和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成Cl2,Cl2具有氧化性,能氧化I-生成I2,碘遇淀粉试液变蓝色;Cl2和碱反应生成盐,可以用碱液吸收氯气;
(5)非金属的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,再结合强酸制弱酸原理解答;为防止干扰实验探究,根据除杂原则除去挥发的HCl,据此分析作答。
【详解】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,
故答案为:钾;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:Cl2+S2- =S↓+2Cl-,故答案为:Cl2+S2- =S↓+2Cl-;
II.(3)仪器A的名称为分液漏斗;尾气处理装置中,有缓冲装置的能防止倒吸,干燥管有缓冲作用,所以能防止倒吸,故答案为:分液漏斗;防止倒吸;
(4)浓盐酸和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成Cl2,Cl2具有氧化性,能氧化I−生成I2,碘遇淀粉试液变蓝色,C装置中看到的现象是溶液变蓝色;Cl2和碱反应生成盐,可以用碱液吸收氯气,如NaOH溶液,故答案为:浓盐酸;溶液变蓝色;NaOH;
(5)非金属的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,所以当C装置中硅酸钠溶液中产生白色沉淀说明生成硅酸;为防止HCl可进入C中干扰实验,可通入NaHCO3的洗气瓶中除去HCl,故答案为:产生白色沉淀;NaHCO3。
21.下表是元素周期表短周期的一部分:
①
⑨
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
(1) ①-⑦元素中非金属性最强的元素位于周期表中的位置为______________________。
(2) ③与⑤形成的化合物与水反应产生气体,该反应的化学方程式 _______________ 。该化合物的电子式为______
(3) ④所形成的单质与水反应的方程式 _____________。
(4) ②、③、⑨的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序是__________________(用化学式表示)。
(5) 表中元素⑤和⑥的最高价氧化物的水化物之间相互反应的离子方程式为____________。
(6) ②的气态氢化物的实验室制法的反应原理:____________________;(写出化学方程式)
②的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物反应的产物为______________(“离子”或“共价”)化合物。
【答案】(1). 第二周期VIIA族 (2). 略 (3). 略 (4). 2F2+2H2O=4HF+O2↑ (5). H2SiO3< H2CO3< HNO3 (6). Al(OH)3+OH-== AlO2- + 2H2O (7). 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (8). 离子
【解析】
【分析】由元素在周期表中位置,可知①为H、②为C、③为N、④为F、⑤为Na、⑥为Al、⑦为Si、⑧为S,则
(1)同周期自左而右非金属性增强,同主族自上而下非金属性减弱;
(2)③与⑤形成的化合物为Na3N,依据氮化钠是离子化合物,三个钠原子失去三个电子,给N原子,使N原子最外层达到稳定结构,电子式需要标注离子所带电荷数;
(3)④所形成的单质为氟气,与水反应是生成HF与氧气;
(4)非金属性越强,对应元素最高价含氧酸的酸性越强;
(5)表中元素⑤和⑥对应最高价氧化物的水化物分别为NaOH与Al(OH)3;
(6)②的气态氢化物为氨气,实验室用氯化铵与氢氧化钙在加热条件下制得,铵盐属于离子化合物。
【详解】由元素在周期表中位置,可知①为H、②为C、③为N、④为F、⑤为Mg、⑥为Al、⑦为Si、⑧为S,则
(1)①-⑦元素中非金属性最强的元素为F,原子序数为9,则在元素周期表的位置为;第二周期VIIA族,故答案为:第二周期VIIA族;
(2)③与⑤形成的化合物为Na3N,Na3N中Na是+1价,N是-3价,方程式是Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑,其电子式为:,故答案为:Na3N;;
(3)④所形成的单质为氟气,与水反应是生成HF与氧气,其反应方程式为:2F2+2H2O=4HF+O2↑,故答案为:2F2+2H2O=4HF+O2↑;
(4)②、③、⑨的最高价含氧酸分别为H2CO3、HNO3、H2SiO3,因非金属性强弱顺序为: Si< C< N,则②、③、⑨的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序是;H2SiO3< H2CO3< HNO3,
故答案为:H2SiO3< H2CO3< HNO3;
(5)表中元素⑤和⑥的最高价氧化物的水化物分别为NaOH与Al(OH)3,两者反应生成偏铝酸钠与水,其对应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-== AlO2- + 2H2O,
故答案为:Al(OH)3+OH-== AlO2- + 2H2O;
(6)②的气态氢化物为氨气,实验室用氯化铵与氢氧化钙在加热条件下制得,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;②的气态氢化物氨气和它的最高价氧化物的水化物硝酸发生反应生成硝酸铵,该化合物属于离子化合物,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;离子;
22.某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧?”由于实验室中没有现成的NO2气体,该小组的同学设计了两个方案,方案一如下图所示,方案二如下图所示。请回答下列问题(本题不考虑N2O4存在产生的影响):
(1) 浓硝酸受热分解的化学方程式是______________。
(2) 方案一实验开始后木条上的火星逐渐熄灭,有的同学得出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?____________(填“正确”或“不正确”),理由是_________________________________。
(3) 硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气,该反应的化学方程式是_____________。
(4) 方案二实验当集气瓶中充满红棕色气体时,木条复燃了,有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?____________(填“正确”或“不正确”),理由是____________ 。
(5) 为了更直接地说明“NO2能否支持木条的燃烧”这一问题,请你重新设计一个简单的实验方案,简述实验原理和主要操作:____________
【答案】(1). 4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O (2). 不正确 (3). 带火星的木条熄灭可能是由于加热浓硝酸时产生了大量水蒸气 (4). 2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑ (5). 正确 (6). 硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同,若NO2不支持燃烧,则木条不会复燃 (7). 用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体,并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥,再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象
【解析】
【分析】(1)浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水;
(2)加热过程中有水蒸气生成,据此分析;
(3)依据氧化还原反应规律作答;
(4)根据该反应中氧气所占的体积分数与空气中氧气所占的体积分数比较来进行分析判断;
(5)根据探究式实验的设计来设计该实验,实验步骤为:制取二氧化氮气体→洗气→干燥→验证→得出结论,据此分析解答。
【详解】(1)浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水,其反应的化学方程式为:4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O,故答案为:4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O;
(2)该反应的反应条件是加热,加热过程中有水蒸气生成,产生的大量水蒸气抑制了NO2的助燃,导致NO2不能支持木条的燃烧的假象,所以不正确,
故答案为:不正确;带火星的木条熄灭可能是由于加热浓硝酸时产生了大量水蒸气;
(3)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气,所以该反应的化学方程式是2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,故答案为:2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑;
(4)2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,该反应中氧气占总气体体积的四分之一。与空气中氧气的体积分数基本相同,若NO2不支持燃烧,则木条不会复燃,根据实验现象知,二氧化氮支持燃烧,故正确,故答案为:正确;硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同,若NO2不支持燃烧,则木条不会复燃;
(5) 实验步骤为:制取二氧化氮气体→洗气→干燥→验证→得出结论,所以先用铜和浓硝酸反应制取二氧化氮气体,二氧化氮气体中含有部分水蒸气,且二氧化氮气体是酸性气体,所以可用浓硫酸或无水氯化钙干燥二氧化氮,然后再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象,从而确定二氧化氮是否支持燃烧,
故答案为:用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体,并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥,再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象。
可能用到的相对原子质量 H:1 O:16 N:14 Al:27 Na:23 Cu:64
第Ⅰ卷(选择题 共54分)
一、选择题(共18题,每题3分,每小题只有1个选项符合题意)
1.中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝,关于核素Lv的叙述错误的是( )
A. 原子序数为116 B. 中子数为177
C. 核外电子数为116 D. 该元素的相对原子质量为293
【答案】D
【解析】试题分析:A.第116号元素Lv的原子序数为116,故A正确;B.中子数=质量数-质子数=293-116=177,故B正确;C.原子序数=质子数=核外电子数=核电荷数,可知核外电子数为116,故C正确;D.293代表该原子的质量数,一种元素有多种核素,质量数指的是质子与中子质量的和,不同核素的质量数不同,即一种元素可以有多个质量数,相对原子质量为各核素的平均相对质量,所以同种元素的相对原子质量只有一个数值,两者近似相等,故D错误。故选D。
2.下列气体既可以用浓硫酸干燥,又可以用碱石灰干燥的是( )
A. SO2 B. NH3 C. Cl2 D. O2
【答案】D
【详解】A. 二氧化硫是酸性氧化物,能和氢氧化钠反应,所以不能用碱石灰干燥;
B. NH3可与浓硫酸发生反应,不能用浓硫酸干燥;
C. Cl2可以用浓硫酸干燥,Cl2和氢氧化钠反应,所以不能用碱石灰干燥;
D. O2是中性气体,与浓硫酸、碱石灰都不能反应,所以既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥。
综上所述,D符合题意,本题选D。
3.下列组合不能实现喷泉实验的是( )
A. NO和水 B. CO2和NaOH溶液 C. HCl和水 D. Cl2和NaOH溶液
【答案】A
【详解】A.一氧化氮不溶于水,不能形成压强差,不能形成喷泉,A符合题意;
B.挤压胶头滴管,CO2和NaOH溶液反应,使容器内气体减少,外界压强大于容器内气体压强,可以形成喷泉,B不符合题意;
C.挤压胶头滴管,氯化氢易溶于水,使气体减少,容器内气体减少,外界压强大于容器内气体压强,可以形成喷泉,C不符合题意;
D.挤压胶头滴管,氯气与氢氧化钠溶液反应,气体减少,容器内气体减少,外界压强大于容器内气体压强,可以形成喷泉,D不符合题意;
故合理选项是A。
4.下列关于元素周期表的说法不正确的是( )
A. 元素周期表中一共有18个纵行
B. 除零族元素外,非金属元素全都是主族元素
C. 同周期IIA族与IIIA族元素的原子序数之差不可能为25
D. 同族上下相邻两种元素的原子序数之差可能为32
【答案】C
【解析】分析:A.元素周期表有18个纵行;
B.除0族元素外,非金属元素都位于主族,副族和第VIII族元素都是金属元素;
C.同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素,在短周期相邻,六、七周期中相隔副族、第ⅤⅢ,且ⅢB存在锕系、镧系元素;
D.同一主族的两种元素的原子序数之差为2、8、8、18、18、32等。
详解:A.元素周期表有18个纵行,包括7个主族、7个副族、1个0族、1个第VIII族,第VIII族包含3个纵行,故A正确;
B.除0族元素外,非金属元素都位于主族,所以非金属元素全都是主族元素,副族和第VIII族元素都是金属元素,所以B选项是正确的;
C.同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素,若在六、七周期中相隔副族、第ⅤⅢ,且ⅢB存在锕系、镧系元素,则原子序数之差可能为25,所以C选项是错误的;
D.同一主族相邻的两种元素的原子序数之差为2、8、8、18、18、32等,所以可能为32,所以D选项是正确的;
所以答案选C。
5.下列关于元素周期表应用的说法正确的是( )
A. 为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现提供线索
B. 在金属与非金属的交界处,寻找可做催化剂的合金材料
C. 在IA、IIA族元素中,寻找制造农药的主要元素
D. 在过渡元素中,可以找到半导体材料
【答案】A
【详解】A.元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映元素原子的内部结构和它们之间相互联系的规律。为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索,故A正确;
B.在周期表中金属和非金属的分界处可以找到半导体材料,故B错误;
C.通常制造农药的主要元素有F、Cl、S、P等元素,并不在IA、IIA族元素中,故C错误;
D.在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料,并不是半导体材料,故D错误;
答案选A。
6.下列物质既含离子键又含共价键的是( )
A. CaCl2 B. NH4Cl C. MgF2 D. H2O2
【答案】B
【解析】分析:一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,第IA、IIA族元素和第VIA、VIIA族元素之间易形成离子键.
详解:A、 CaCl2 中钙离子和氯离子之间存在离子键,故A错误; B. NH4Cl为离子化合物,含有离子键和共价键,故B正确;C. MgF2 中镁离子和氟离子之间存在离子键,故C错误; D. H2O2为共价化合物,只含有共价键,故D错误;故选B。
7.下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验说法不正确的是( )
A. 喷有碱液的棉花是为了防止SO2污染环境
B. 将水注入反应后冷却的试管a中,溶液变为蓝色
C. 铜片表面先发黑,反应完全后试管a底部有白色固体
D. 反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【答案】B
【解析】
【分析】A. 二氧化硫是有毒的大气污染物,二氧化硫有毒;
B. 浓硫酸具有吸水性;
C. 依据浓硫酸强氧化性和吸水性分析解答;
D. 铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水;
【详解】A. 有碱液的棉花,防止二氧化硫散失到空气中,造成大气污染,其作用是吸收过量的SO2,防止环境污染,A项正确;
B. 浓硫酸具有吸水性,使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体,B项错误;
C. 浓硫酸强氧化性,铜被氧化生成氧化铜,表面先发黑,浓硫酸具有吸水性,使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体,C项正确;
D. 铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,D项正确;
答案选B。
8.对于下列事实的解释正确的是( )
A. 在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有吸水性
B. 浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸具有挥发性
C. 常温下,浓硝酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓硝酸不反应
D. 氨气可以完成喷泉实验,说明氨气极易溶于水
【答案】D
【详解】A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性,故A错误;B.浓硝酸见光或是加热条件下易分解为二氧化氮、氧气和水,导致浓硝酸颜色变黄,体现了浓硝酸的不稳定性,故B错误;C.常温下,金属铝遇到浓硝酸会钝化,钝化是发生反应生成致密氧化膜的过程,故C错误;D.氨气极易溶解于水,可利用氨气设计喷泉实验,故D正确;故答案为D。
9.下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的某化学性质,其中能达到实验目的的是( )
A. 制取氨气
B. 除去氨气中的水蒸气
C. 验证氨气具有还原性
D. 吸收尾气
【答案】C
【解析】
【分析】A.装置未加热;
B.氨气为碱性气体;
C.氨气与CuO反应生成氮气、Cu和水,依据氧化还原反应规律作答;
D.氨气有刺激性气味,极易溶于水,尾气处理时需防倒吸。
【详解】A. 氯化铵与氢氧化钠在不加热条件下会生成一水合氨,图中缺少酒精灯加热制备氨气,不能达到实验目的,A项错误;
B. 氨气与硫酸会发生反应,则浓硫酸不能干燥氨气,B项错误;
C. 氨气与CuO反应生成氮气、Cu和水,N元素的化合价升高,则氨气具有还原性,C项正确;
D. 苯的密度比水的密度小,在水的上层,起不到防倒吸的目的,则图中装置不能吸收尾气,D项错误;
答案选C。
10.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径(×10-10 m)
1.86
0.99
1.43
1.60
0.75
0.74
主要化合价
最高正价
+1
+7
+3
+2
+5
--
最低负价
--
-1
--
--
-3
-2
下列说法正确的是( )
A. 离子半径r(R3-)﹥r(X+)﹥r(Z3+)
B. 元素X和Q形成的化合物中不可能含有共价键
C. Q2-比R3-更容易失去电子
D. Y的含氧酸的酸性一定比R的含氧酸的酸性强
【答案】A
【解析】由短周期元素的原子半径及主要化合价可知,Y存在+7、-1价,则Y为Cl,Q只有-2价,则Q为O,R与Q的半径接近,且R存在+5、-3价,则R为N,X、Z、M均只有正价,且原子半径大于O、Cl的原子半径,则应分别为第三周期的Na、Al、Mg;A.具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,则离子半径r(R3-)>r(X+)>r(Z3+),故A正确;B.元素X和Q形成的化合物可能为Na2O2,存在O-O非极性共价键,故B错误;C.非金属性Q>R,则R3-比Q2-更容易失去电子,故C错误;D.高氯酸为所有含氧酸中酸性最强的酸,则Y的最高价含氧酸的酸性一定比R的含氧酸的酸性强,故D错误;故选A。
11.下列叙述中,正确的是 ( )
A. 由共价键形成的物质一定是共价化合物
B. 只有金属元素和非金属元素化合时才能形成离子键
C. 分子中不一定存在化学键
D. 共价化合物可能含离子键,离子化合物可能含共价键
【答案】C
【解析】A. 由共价键形成的物质不一定是共价化合物,例如氢气等单质,A错误;B. 非金属元素间也能形成离子键,例如铵根和氯离子形成的氯化铵等铵盐,B错误;C. 分子中不一定存在化学键,例如稀有气体分子,C正确;D. 共价化合物一定含离子键,离子化合物可能含共价键,例如氢氧化钠等,D错误,答案选C。
12.四种主族元素的离子aXm+、bYn+、cZn-和dRm-(a、b、c、d为元素的原子序数),它们具有相同的电子层结构,若m>n,则下列叙述的判断正确的是( )
①a-b=n-m ②元素的原子序数a>b>c>d ③元素非金属性Z>R ④最高价氧化物对应水化物碱性X>Y ⑤离子半径r(Rm-)>r(Zn-)>r(Yn+)>r(Xm+)
A. ②③⑤正确 B. 只有③正确
C. ①②③④正确 D. ①②③正确
【答案】A
【解析】
【分析】四种主族元素的离子aXm+、bYn+、cZn-和dRm-(a、b、c、d为元素的原子序数),它们具有相同的电子层结构,根据阴前阳后,可确定它们的位置,然后利用同周期元素性质的变化规律来分析解答。
【详解】①离子aXm+、bYn+具有相同的电子层结构,则离子具有相同的电子数,即a-m=b-n,故①错误;
②由题意可知,具有相同的电子层结构,根据阴前阳后,X、Y在下一周期,Z、R在上一周期,若m>n,则Y在X的前面,R在Z的前面,所以元素的原子序数为a>b>c>d,故②正确;
③Z、R为上一周期的非金属元素,且元素的原子序数的离子c>d,在同一周期元素非金属性从左向右增强,即非金属性Z>R,故③正确;
④四种主族元素中X、Y为下一周期的金属元素,且元素的原子序数a>b,在同一周期元素的金属性从左向右减弱,即金属性Y>X,则最高价氧化物对应水化物碱性Y>X,故④错误;
⑤由②可知元素的原子序数为a>b>c>d,这四种主族元素的离子具有相同的电子层结构,具有相同电子层结构的离子半径,序数越大半径越小,故⑤正确。
所以正确的为②③⑤。
故选A。
13.下列有关化学用语的表示方法中正确的是( )
A. 次氯酸的电子式:
B. Na+的结构示意图:
C. 用电子式表示MgCl2的形成过程为:
D. M2+离子核外有a个电子,b个中子,M原子符号为
【答案】D
【解析】A项,HClO的电子式为,A项错误;B项,Na+的结构示意图为,B项错误;C项,用电子式表示MgCl2的形成过程为:,C项错误;D项,M2+离子核外有a个电子,M原子核外有a+2个电子,M的质子数为a+2,质量数为a+2+b,M的原子符号为,D项正确;答案选D。
14.W、R、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。Y原子半径在短周期主族元素中最大。W与Y同主族,X与Z同主族。R原子最外层电子数比内层电子数多3,W、Y原子的电子数总和与X、Z原子的电子数总和之比为1∶2。下列说法正确的是( )
A. 原子半径: r(Z)>r(X)>r(R)>r(W)
B. X与Y形成化合物中可能既有离子键又有共价键
C. X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D. 由W、R、X三种元素组成的化合物只能是酸或碱
【答案】B
【解析】根据题目描述这五种元素是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y原子半径在短周期主族元素中最大,则Y为Na元素,W与Y同主族,且原子序数最小,所以W为H元素,R原子最外层电子数比内层电子数多3,则R为N元素,又W、Y原子的电子数总和为1+11=12,则X、Z原子的电子数总和为24,且X与Z同主族,所以X为O元素,Z为S元素。分析如下:A、原子半径:r(S)>r(N)>r(O)>r(H),所以A错误;B、氧和钠可形成Na2O或Na2O2,其中Na2O2中既有离子键又有共价键,所以B正确;C、H2O的热稳定性强于H2S,故C错误;D、由H、N、O三种元素组成的化合物可能是酸HNO3、可能是碱NH3·H2O,也可能是盐NH4NO3,所以D错误。本题正确答案为B。
15.短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
W
X
Y
Z
A. 氢化物沸点:W < Z B. 氧化物对应水化物的酸性:Y > W
C. 元素非金属性:X< W D. 简单离子的半径:Y < X
【答案】D
【解析】
【分析】由元素在周期表中的位置可知W、X为第二周期,Y、Z为第三周期,设Y的最外层电子数为n,则W的最外层电子数为n+2、X的最外层电子数为n+3、Z的最外层电子数为n+4,则n+n+2+n+3+n+4=21,4n=12,n=3,则Y为Al元素,W为N元素,X为O元素,Z为Cl元素,结合对应单质、化合物的性质以及元素周期律知识解答该题。
【详解】由以上分析可知X为O、Y为Al、Z为Cl、W为N元素,
A. W为N元素,对应的氢化物分子之间可形成氢键,沸点比HCl高,氢化物沸点:W > Z,A项错误;
B. Y为Al,对应的氧化物的水化物氢氧化铝为两性氢氧化物,可弱电离出氢离子,W为N,对应的氧化物的水化物溶液呈酸性,B项错误;
C. 同一周期中,随着原子序数的增大,元素非金属性依次增强(除稀有气体外),则元素非金属性:X> W,C项错误;
D. X为O、Y为Al,对应的离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子的半径:Y < X,D项正确;
答案选D。
16.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A. 18 g D2O所含的电子数为10NA
B. 1 mol H2O2中含有极性键的数目为3NA
C. 标准状况下,22.4 L四氯化碳所含分子数为NA
D. 32g O2和O3的混合物中含有的氧原子数为2NA
【答案】D
【解析】分析:A项,D2O的摩尔质量为20g/mol;B项,1个H2O2中含有2个氢氧极性键;C项,标准状况下CCl4呈液态;D项,O2和O3互为同素异形体。
详解:A项,D2O的摩尔质量为20g/mol,n(D2O)==0.9mol,18gD2O所含电子物质的量为9mol,A项错误;B项,H2O2的结构式为H-O-O-H,1molH2O2中含有极性键物质的量为2mol,B项错误;C项,标准状况下CCl4呈液态,不能用22.4L/mol计算CCl4物质的量,C项错误;D项,O2和O3互为同素异形体,32gO2和O3的混合物中含n(O)==2mol,32gO2和O3的混合物中含氧原子数为2NA,D项正确;答案选D。
17.含中子N个,X的质量数为A,则ag X的氢化物中含质子的物质的量是( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
【答案】A
【详解】根据Xn-化合价可得X的氢化物的化学式为HnX,因X的质量数为A,则HnX的摩尔质量为(A+n)g/mol,agX的氢化物的物质的量为mol,每个HNX分子中含有的质子数为(A-N+n),故ag X的氢化物中含质子的物质的量为mol,故A项正确;答案选A。
18.在某100mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是:0.4mol/L、0.1mol/L。向该混合液中加入2.56g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度(mol/L)是( )
A. 0.15 B. 0.225 C. 0.35 D. 0.45
【答案】B
【详解】反应离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,由题可知,n(NO3-)=0.04mol,n(H+)=0.06mol,当n(Cu)=0.04mol,H+量不足,计算得到n(Cu2+)=0.06mol=0.0225mol,c(Cu2+)==0.225mol/L,故B项正确。
综上所述,本题正确答案为B。
第Ⅱ卷(非选择题 共46分)
二、填空题(本题4小题,共46分)
19.Ⅰ.现有下列基本粒子:1H、2H、3H、1H+、230Th、232Th、24Na、24Mg、O2、O3、14N、14C,请回答下列问题:
(1) 有________种不同的核素。互为同素异形体的粒子为______________。
(2) 碳的同位素12C、13C、14C与氧的同位素16O、17O、18O可化合生成二氧化碳,可得二氧化碳分子的种数为__________;可得相对分子质量不同的二氧化碳分子种数为______。
Ⅱ. 现有下列8种物质:①CaCl2 ②NH4Cl ③K2O2 ④Ba(OH)2 ⑤N2 ⑥HBr ⑦MgO⑧CH4。试用以上编号填空:
(1) 只有非极性键的是___________________。
(2) 既有离子键又有极性键的是____________________。
(3) 属于共价化合物的是__________________。
【答案】(1). 9 (2). O2和O3 (3). 18种 (4). 7种 (5). ⑤ (6). ②④ (7). ⑥⑧
【解析】
【分析】Ⅰ.(1)核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子;由同样的单一化学元素组成,但性质却不相同的单质互为同素异形体;
(2)根据1个二氧化碳分子是由1个C原子和两个O原子构成来分析;利用C、O的相对原子质量来计算二氧化碳的相对分子质量;
Ⅱ.一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,不同非金属元素之间易形成极性键,同种非金属元素之间易形成非极性键,含有离子键的化合物是离子化合物,只含共价键的化合物是共价化合物,据此分析解答。
【详解】Ⅰ.(1)质子数与中子数均相同的才是同种核素,则上述1H、2H、3H、230Th、232Th、24Na、24Mg、14N、14C这9种原子都是不同的核素,所以核素种类为:9;互为同素异形体的粒子为O2和O3,故答案为: 9;O2和O3;
(2)由氧的同位素有16O、17O、18O,碳的同位素有12C、13C、14C,在1个二氧化碳分子中含有1个C原子和两个O原子,采用树状分类法分析讨论如下:①若二氧化碳分子中的O原子相同,则16O可分别与12C、13C、14C构成二氧化碳,即存在3种二氧化碳;同理17O、18O个3种,共3+3+3 = 9种;②若水分子中的C原子相同,O原子不同,
则12C可分别与16O17O、17O18O、16O18O构成二氧化碳,即存在3种二氧化碳;同理,13C、14C分别形成3种二氧化碳;所以共形成3+3+3 = 9种二氧化碳;综上两种情况,可得二氧化碳分子的种数为9+9 = 18种;
因1个二氧化碳分子是由1个C原子和两个O原子构成,则12C与2个16O、13C与2个16O、14C与2个16O组合,其对应的相对分子质量分别为:44、45、46;
12C与2个17O、13C与2个17O、14C与2个17O组合,其对应的相对分子质量分别为:46、47、48;
12C与2个18O、13C与2个18O、14C与2个18O组合,其对应的相对分子质量分别为:48、49、50;
12C与16O17O、13C与16O17O、14C与16O17O组合,其对应的相对分子质量分别为:45、46、47;
12C与16O18O、13C与16O18O、14C与16O18O组合,其对应的相对分子质量分别为:46、47、48;
12C与17O18O、13C与17O18O、14C与17O19O组合,其对应的相对分子质量分别为:47、48、49;
所以相对分子质量不同的水分子种数为44、45、46、47、48、49、50,共7种,
故答案为:18种;7种;
Ⅱ.①CaCl2 ②NH4Cl ③K2O2 ④Ba(OH)2 ⑤N2 ⑥HBr ⑦MgO⑧CH4
①CaCl2是只含离子键的离子化合物;
②NH4Cl中含有离子键和极性键,属于离子化合物;
③K2O2含有离子键和非极性键,属于离子化合物;
④Ba(OH)2中含有离子键和极性键,属于离子化合物;
⑤N2仅含非极性键的单质;
⑥HBr中只含极性共价键,属于共价化合物;
⑦MgO是只含离子键的离子化合物;
⑧CH4仅含极性键,属于共价化合物;则,
(1)只有非极性键的是氮气,故答案为:⑤;
(2)既有离子键又有极性键的是②④,故答案为:②④;
(3)属于共价化合物的是⑥⑦⑨⑩,故答案为:⑥⑧。
20.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。
Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol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。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明非金属性:Cl____S(填“>”或“<”),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___________,干燥管D的作用为___________________。
(4)若要证明非金属性:Cl>I,C中为淀粉—碘化钾混合溶液,B中装有KMnO4固体,则A中试剂为___________,观察到C中溶液____________(填现象),即可证明。从环境保护的观点考虑,此装置缺少尾气处理装置,可用_________溶液吸收尾气。
(5)若要证明非金属性:C>Si,则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液。观察到C中溶液 ________(填现象),即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性,HCl可进入C中干扰实验,应在两装置间添加装有 _________溶液的洗气瓶除去。
【答案】(1). 钾 (2). 铝 (3). > (4). Cl2+S2- =S↓+2Cl- (5). 分液漏斗 (6). 防止倒吸 (7). 浓盐酸 (8). 变蓝色 (9). NaOH溶液 (10). 产生白色沉淀 (11). NaHCO3
【解析】
【分析】I.(1)根据金属活动性顺序表可以判断钠、钾、镁、铝的活泼性,活泼性越强,与盐酸反应越剧烈;根据电子守恒比较生成氢气体积大小;
(2)单质的氧化性越强,其对应元素的非金属性越强,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性得出结论,再根据硫离子被氯气氧化成硫单质,据此写出反应的离子方程式;
II.(3)根据仪器的构造与用途作答;尾气处理装置中,有缓冲装置的能防止倒吸;
(4)浓盐酸和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成Cl2,Cl2具有氧化性,能氧化I-生成I2,碘遇淀粉试液变蓝色;Cl2和碱反应生成盐,可以用碱液吸收氯气;
(5)非金属的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,再结合强酸制弱酸原理解答;为防止干扰实验探究,根据除杂原则除去挥发的HCl,据此分析作答。
【详解】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,
故答案为:钾;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:Cl2+S2- =S↓+2Cl-,故答案为:Cl2+S2- =S↓+2Cl-;
II.(3)仪器A的名称为分液漏斗;尾气处理装置中,有缓冲装置的能防止倒吸,干燥管有缓冲作用,所以能防止倒吸,故答案为:分液漏斗;防止倒吸;
(4)浓盐酸和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成Cl2,Cl2具有氧化性,能氧化I−生成I2,碘遇淀粉试液变蓝色,C装置中看到的现象是溶液变蓝色;Cl2和碱反应生成盐,可以用碱液吸收氯气,如NaOH溶液,故答案为:浓盐酸;溶液变蓝色;NaOH;
(5)非金属的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,所以当C装置中硅酸钠溶液中产生白色沉淀说明生成硅酸;为防止HCl可进入C中干扰实验,可通入NaHCO3的洗气瓶中除去HCl,故答案为:产生白色沉淀;NaHCO3。
21.下表是元素周期表短周期的一部分:
①
⑨
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
(1) ①-⑦元素中非金属性最强的元素位于周期表中的位置为______________________。
(2) ③与⑤形成的化合物与水反应产生气体,该反应的化学方程式 _______________ 。该化合物的电子式为______
(3) ④所形成的单质与水反应的方程式 _____________。
(4) ②、③、⑨的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序是__________________(用化学式表示)。
(5) 表中元素⑤和⑥的最高价氧化物的水化物之间相互反应的离子方程式为____________。
(6) ②的气态氢化物的实验室制法的反应原理:____________________;(写出化学方程式)
②的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物反应的产物为______________(“离子”或“共价”)化合物。
【答案】(1). 第二周期VIIA族 (2). 略 (3). 略 (4). 2F2+2H2O=4HF+O2↑ (5). H2SiO3< H2CO3< HNO3 (6). Al(OH)3+OH-== AlO2- + 2H2O (7). 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (8). 离子
【解析】
【分析】由元素在周期表中位置,可知①为H、②为C、③为N、④为F、⑤为Na、⑥为Al、⑦为Si、⑧为S,则
(1)同周期自左而右非金属性增强,同主族自上而下非金属性减弱;
(2)③与⑤形成的化合物为Na3N,依据氮化钠是离子化合物,三个钠原子失去三个电子,给N原子,使N原子最外层达到稳定结构,电子式需要标注离子所带电荷数;
(3)④所形成的单质为氟气,与水反应是生成HF与氧气;
(4)非金属性越强,对应元素最高价含氧酸的酸性越强;
(5)表中元素⑤和⑥对应最高价氧化物的水化物分别为NaOH与Al(OH)3;
(6)②的气态氢化物为氨气,实验室用氯化铵与氢氧化钙在加热条件下制得,铵盐属于离子化合物。
【详解】由元素在周期表中位置,可知①为H、②为C、③为N、④为F、⑤为Mg、⑥为Al、⑦为Si、⑧为S,则
(1)①-⑦元素中非金属性最强的元素为F,原子序数为9,则在元素周期表的位置为;第二周期VIIA族,故答案为:第二周期VIIA族;
(2)③与⑤形成的化合物为Na3N,Na3N中Na是+1价,N是-3价,方程式是Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑,其电子式为:,故答案为:Na3N;;
(3)④所形成的单质为氟气,与水反应是生成HF与氧气,其反应方程式为:2F2+2H2O=4HF+O2↑,故答案为:2F2+2H2O=4HF+O2↑;
(4)②、③、⑨的最高价含氧酸分别为H2CO3、HNO3、H2SiO3,因非金属性强弱顺序为: Si< C< N,则②、③、⑨的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序是;H2SiO3< H2CO3< HNO3,
故答案为:H2SiO3< H2CO3< HNO3;
(5)表中元素⑤和⑥的最高价氧化物的水化物分别为NaOH与Al(OH)3,两者反应生成偏铝酸钠与水,其对应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-== AlO2- + 2H2O,
故答案为:Al(OH)3+OH-== AlO2- + 2H2O;
(6)②的气态氢化物为氨气,实验室用氯化铵与氢氧化钙在加热条件下制得,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;②的气态氢化物氨气和它的最高价氧化物的水化物硝酸发生反应生成硝酸铵,该化合物属于离子化合物,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;离子;
22.某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧?”由于实验室中没有现成的NO2气体,该小组的同学设计了两个方案,方案一如下图所示,方案二如下图所示。请回答下列问题(本题不考虑N2O4存在产生的影响):
(1) 浓硝酸受热分解的化学方程式是______________。
(2) 方案一实验开始后木条上的火星逐渐熄灭,有的同学得出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?____________(填“正确”或“不正确”),理由是_________________________________。
(3) 硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气,该反应的化学方程式是_____________。
(4) 方案二实验当集气瓶中充满红棕色气体时,木条复燃了,有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?____________(填“正确”或“不正确”),理由是____________ 。
(5) 为了更直接地说明“NO2能否支持木条的燃烧”这一问题,请你重新设计一个简单的实验方案,简述实验原理和主要操作:____________
【答案】(1). 4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O (2). 不正确 (3). 带火星的木条熄灭可能是由于加热浓硝酸时产生了大量水蒸气 (4). 2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑ (5). 正确 (6). 硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同,若NO2不支持燃烧,则木条不会复燃 (7). 用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体,并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥,再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象
【解析】
【分析】(1)浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水;
(2)加热过程中有水蒸气生成,据此分析;
(3)依据氧化还原反应规律作答;
(4)根据该反应中氧气所占的体积分数与空气中氧气所占的体积分数比较来进行分析判断;
(5)根据探究式实验的设计来设计该实验,实验步骤为:制取二氧化氮气体→洗气→干燥→验证→得出结论,据此分析解答。
【详解】(1)浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水,其反应的化学方程式为:4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O,故答案为:4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O;
(2)该反应的反应条件是加热,加热过程中有水蒸气生成,产生的大量水蒸气抑制了NO2的助燃,导致NO2不能支持木条的燃烧的假象,所以不正确,
故答案为:不正确;带火星的木条熄灭可能是由于加热浓硝酸时产生了大量水蒸气;
(3)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气,所以该反应的化学方程式是2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,故答案为:2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑;
(4)2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,该反应中氧气占总气体体积的四分之一。与空气中氧气的体积分数基本相同,若NO2不支持燃烧,则木条不会复燃,根据实验现象知,二氧化氮支持燃烧,故正确,故答案为:正确;硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同,若NO2不支持燃烧,则木条不会复燃;
(5) 实验步骤为:制取二氧化氮气体→洗气→干燥→验证→得出结论,所以先用铜和浓硝酸反应制取二氧化氮气体,二氧化氮气体中含有部分水蒸气,且二氧化氮气体是酸性气体,所以可用浓硫酸或无水氯化钙干燥二氧化氮,然后再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象,从而确定二氧化氮是否支持燃烧,
故答案为:用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体,并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥,再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象。
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