实验题2—期中分题型复习（第2章 微粒的模型与符号 含解析）

实验题2—期中分题型复习
、实验题
为纪念门捷列夫制作的元素周期表问世150周年，联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”。元素周期表是学习化学的重要工具，它反映了元素性质的递变规律和元素之间的内在联系。如图是元素周期表一部分的电子层排布规律，我们对它们进行研究：
（1）第17号元素属于　 　元素（填“金属”或“非金属”），它在化学反应中容易　 　电子（填“得”或“失”）；
（2）元素周期表中每一个横行叫做一个周期，每一个纵列叫做一个族，下列说法正确的是 。
A．同一周期，各元素原子的电子层数相同
B．同一周期，各元素原子的最外层电子数相同
C．同一族，各元素原子的电子层数相同
D．同一族，各元素原子的最外层电子数相同
探究原子结构的奥秘。
收集证据：绝大多数α粒子（带+电）穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。猜想与假设：α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变，而结果却出乎意料，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。解释与结论：
（1）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则α粒子就　 　(填“会”或“不会”)发生大角度散射。卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是　 　。
（2）1微米金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，说明 。
A．原子的质量是均匀分布的 B．原子内部绝大部分空间是空的
（3）1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果有种微粒从氮原子被打出，而α粒子留在了氮原子中，使氮原子变成了氧原子，从现代观点看，被打出的微粒一定是　 　。
甲烷(CH4)是一种重要的燃料，它是天然气、沼气的主要成分。甲烷无色，不溶于水，密度比空气小，容易燃烧生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)，与空气混合形成的混合物遇明火有引起燃烧爆炸的危险。
（1）请根据甲烷的化学式，写出其表示的意义(写出2点即可)。
①　 　
②　 　
（2）根据甲烷的化学性质，在生产、运输、贮存甲烷时应注意　 　。
（3）甲烷爆炸是由于甲烷和氧气(O2)发生反应引起的。反应后氧元素的化合价比反应前　 　(选填“升高”“降低”或“不变”)了。
如图是 1～18 号元素原子最外层电子数与原子核电荷数的关系图。试回答：
（1）一个 Mg2+核外共有　 　个电子；Cl－的最外层电子数和　 　原子的最外层电子数相同；
（2）通过对该图的分析，你能发现哪些规律？请写出其中一个　 　。
食醋是厨房中常用的调味品、它的主要成分是乙酸，乙酸分子的模型如图所示，其中“ ”代表一个碳原子，“ ”代表一个氢原子，“ ”代表一个氧原子，请计算：
（1）乙酸分子中的碳原子、氢原子、氧原子的个数比为　 　。
（2）乙酸中碳元素的质量分数为　 　。
光合作用产生的氧来自二氧化碳还是水？鲁宾和卡门在实验中利用了同位素对这个问题进行了研究。他们首先选择一种碳酸氢盐，制备出含有不同比例18O的该种物质，即18O在该物质氧元素中所占比例不同。同样方法，制备出含有不同比例18O的水，然后配成三种质量分数相同的碳酸氢盐溶液。碳酸氢盐溶解在水中能生成二氧化碳并保持水中的二氧化碳浓度不变，同时不会产生水。将小球藻放入这三种溶液并用阳光进行照射。分析产生氧气中18O的比例，得出结论：光合作用产生的氧来自水。
（1）18O和16O属于同位素原子，它们的原子结构中 相同。
A．质子数 B．中子数 C．电子数 D．核电荷数
（2）根据实验结论，在虚线框内补充第三次实验碳酸氢盐和氧气中18O百分比的条形图。
（3）鲁宾和卡门是通过测量生成氧气的密度确定氧气中18O的含量。如果有一种氧气，18O占50%，即18O和16O的个数比为1：1。根据以下资料计算，在标准状况下该种氧气的密度为　 　kg/m3。（保留两位小数）
资料：I．在相同的温度和压强下，相同体积的气体具有相同的分子数。
II．18O的相对原子量为 18，16O的相对原子量为 16。
III．自然界的氧气在标准状况下的密度为1.43 kg/m3，16O 占所有氧原子的比例可近似看作 100%。
为进一步探究原子的结构，1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子（带正电）轰击金箔实验。
【收集证据】①绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进；②只有少数α粒子发生了的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°。
【解释与结论】
（1）要发生大角度的散射，说明原子的大部分质量集中到了一个很小的结构且该结构带有与α粒子电性相同的电荷，这个很小的结构指的是　 　；
（2）能说明原子内部绝大部分是空的证据是　 　；（选填序号）
（3）根据卢瑟福的实验所产生的现象，能够获得的结论是 ；
A．原子核体积很小 B．原子核质量较大
C．原子核带正电 D．核外电子带负电
征服原子——揭开原子的神秘面纱
伟大的科学家费曼说：“假如只允许把人类的科学史压缩成一句话，它就会是——一切东西都是由原子构成”。人类在探索物质是由什么构成的历史长河中，充满了智慧。
（1）1803年，近代化学之父，英国科学家道尔顿(Dalton J)在前人研究的基础上，提出“道尔顿原子论”：一切物质都由原子构成，原子很小、呈圆球状、不可再分……但由于受当时实验条件限制，道尔顿无法用事实证明自己的观点。
1811年，意大利化学家阿伏加德罗提出：有些物质也是由分子构成，原子的基本工作形式是分子。
1897年，汤姆森通过实验发现了　 　，进一步发展了原子、分子论。汤姆森主要是纠正了“道尔顿原子论”中　 　的观点。
1911年，卢瑟福又通过实验，推测原子是由　 　构成，并提出了沿用至今的现代原子结构理论。
（2）原子是一种看不见、摸不着的微粒，为了帮助人们理解原子的结构，这三位科学家都运用了　 　来表达他们的理论成果。
元素周期表是化学学习和研究的重要工具。如图所示为元素周期表的一部分：
(1)②所示元素与③所示元素的元素符号分别是________和________。它们在元素周期表里属于同一________(选填“周期”或“族”)，写出②所示元素与氧元素组成的化合物的化学式________。
(2)③所示元素原子的核外电子数是________，它在发生化学反应时容易________(选填“得到”或“失去”)电子，形成的离子符号是________。
19世纪以前，人们一直认为原子是不可分的。1897年汤姆生发现了带负电的电子，并提出类似“西瓜”的原子模型。为进一步探究原子的结构，1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。
【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
【猜想与假设】α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变，而结果却出乎意料，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。
【解释与结论】
(1)卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是________；
(2)能说明原子内部绝大部分是空的证据是 ________；
(3)根据卢瑟福的实验所产生的现象，不能够获得的结论是 ；
A.原子核体积很小B.原子核质量较大C.原子核带正电D.核外电子带负电
(4)请你根据对原子结构的认识，分析原子不显电性的原因________。
小林同学收集了一些微粒的资料，请你和他一起根据表格数据回答下列问题。
微粒名称 质子数 中子数 电子数 带电性
A 14 14 14 不带电
B 26 30 24 带2个单位正电荷
C 14 14 16 　
D 14 16 14 不带电
（1）表格中属于互为同位素的是　 　。
（2）根据表格信息写出微粒C的符号　 　。
（3）比较C与D两种微粒，其中质量较大的是　 　。
山虾蟹资源丰富，利用虾蟹等甲壳动物的废弃甲壳开发生产的可溶性甲壳素，是研制生物医药、化妆品等新产品的重要原料。但甲壳索生产过程排放的废液中含有盐酸，对环境会造成严重污染。如图是某工厂所用盐酸容器上标签的部分内容，请计算：
（1）已知甲壳素的化学式为(C8H13NO5)n，它由　 　种元素组成。
（2）甲壳素中碳、氢、氨、氧元素的质量比为　 　。
（3）取上述20％盐酸10mL，加水稀释至100mL，问稀释后的稀盐酸中含溶质多少克 　 　
实验题2—期中分题型复习答案解析
、实验题
（1）非金属；得
（2）A；D
【解析】（1）一般情况下，如果元素名称中含有金字旁，那么为金属元素；否则为非金属元素。原子最外层电子数大于4，那么容易得到电子从而达到8个电子的稳定状态；如果最外层电子数小于4，那么容易失去电子达到8个电子的稳定结构；
（2）将电子层数相同的原子，按照最外层电子数从小到大的顺序一次排列成一行，这就是一个周期；将最外层电子数相同的原子，按照电子层数从小到大的顺序排成一列，这就是一个族，据此分析判断。
【解答】（1）根据周期表可知，第17号元素为氯元素，由于不含金字旁，所以为非金属元素。氯原子最外层电子数为7，大于4，容器得到电子达到稳定状态；
（2）同一周期，各元素原子的电子层数相同，故A正确，B错误；
同一族，各元素原子的最外层电子数相同，故C错误，D正确。
故选AD。
（1）不会；原子核
（2）B
（3）质子
【解析】（1）原子核带正电荷，α粒子也带正电荷，则α粒子会受到排斥力而改变运动轨迹。如果正电荷在原子核内分布均匀，那么α粒子受到的排斥力就不会很大，自然偏转的角度就会变小。实际上，原子核带正电荷，且体积很小质量很大，存在与原子的中心。
（2）绝大多数α粒子 运动方向不变，说明它们几乎没有受到原子核的排斥力，即原子内部大部分空间都没有正电荷，也就是原子内部大部分都是空的。
（3）根据氮原子和氧原子的质子数进行分析即可。
【解答】（1）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则α粒子就不会发生大角度散射。卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是原子核。
（2）1微米金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，说明原子内部绝大部分空间是空的。
（3）α粒子是带两个正电荷的氦原子核，即它有两个质子。用它轰击氮原子后 ，设打出粒子的质子数为x，得到：7+2-x=8，解得：x=+1，因此被打出的微粒一定是质子。
（1）表示甲烷由碳元素和氢元素组成；表示一个甲烷分子由1个碳原子和4个氢原子构成
（2）密封、严禁烟火
（3）降低
【解析】（1）通过物质的化学式，既可以知道该种物质的元素组成，也可以知道该分子的结构组成。
（2）根据“ 与空气混合形成的混合物遇明火有引起燃烧爆炸的危险 ”分析；
（3）比较氧元素在反应前后化合价的高低即可。
【解答】（1）根据甲烷的化学式 CH4 可知：
①甲烷由碳元素和氢元素组成 ；
②一个甲烷分子由1个碳原子和4个氢原子构成 。
（2）根据“ 与空气混合形成的混合物遇明火有引起燃烧爆炸的危险 ”可知， 在生产、运输、贮存甲烷时应注意密封、严禁烟火 ；
（3）氧气中氧元素的化合价为0价，而反应后在H2O中，氧元素的化合价为-2价，因此氧元素的化合价降低了。
（1）10；Ar（或 Ne）
（2）随着核电荷数的递增，最外层电子数呈周期性变化
【解析】根据核内质子数=核外电子数=核电荷数，再结合图像进行分析即可。
【解答】（1） 根据核内质子数=核外电子数=核电荷数可知，一个 Mg 的核外电子数为12，失去两个电子形成 Mg2+ ，因此 Mg2+ 的核外电子数=12-2=10. Cl－ 由Cl得到一个电子而形成，则其核外电子数=17+1=18，因此最外层电子数为8，与 Ar（或 Ne） 的相同。
（2）通过对图像的分析，可得出规律： 随着核电荷数的递增，最外层电子数呈周期性变化 。
故答案为：（1）10； Ar（或 Ne）
（2） 随着核电荷数的递增，最外层电子数呈周期性变化
（1）1：2：1
（2）40%
（1）根据图片，数出一个乙酸分子中三种原子的个数然后作比即可；
（2）乙酸中碳原子的质量分数=。
【解答】（1）在一个乙酸分子中，碳原子有2个，氢原子有4个，氧原子有2个，那么它们的原子个数比为：2：4：2=1：2：1；
（2）乙酸的分子质量为：12×2+1×4+16×2=60；
那么乙酸中碳元素的质量分数为：。
（1）A；C；D
（2）碳酸氢盐的柱状图高度与实验 1 和实验 2 的高度不同即可，氧气的高度和实验 1 相同
（3）1.52
【解析】（1）具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素；同一种原子，它的质子数=核电荷数=核外电子数；
（2）根据控制变量法可知，实验1和实验2中，碳酸氢盐的高度相等，即控制二氧化碳气体相同，水的高度越大，产生的氧气越多，说明光合作用的氧来自于水；那么实验3和实验1比较，就是为了证明二氧化碳对氧气的产生没有影响，因此应该控制水的高度相同，改变碳酸氢盐的高度，而产生氧气高度不变，据此解答；
（3）根据题意可知， 在相同的温度和压强下， 相同体积的气体质量与它的相对原子量成正比；设 18O 和 16O 的体积都为V，计算出它们的质量正比；然后根据m=ρV计算出 16O 的质量，根据比例关系计算出18O的质量，最后根据ρ平均=（m18+m16）/2V计算这种氧气的密度。
【解答】（1） 18O和16O属于同位素原子 ，那么它们具有相同的质子数；因为质子数=核电荷数=核外电子数，所以它们还具有相同的电子数和核电荷数，故选ACD；
（2）实验1和实验三探究二氧化碳气体对氧气的产生没有影响，即控制水的高度相同，改变碳酸氢盐的高度，而产生氧气的高度不变，如下图：
（3）当体积相同时，18O和16O的质量之比：18：16=9：8；
设
18O和16O的体积都是V，那么混合氧气的总体积就是2V；
根据公式
m=ρV得到：
其中16O的质量为：m16=1.43kg/m3×V；
其中
18O的质量为：m18=1.43kg/m3×V×8/9；
（1）原子核
（2）①
（3）A；B；C
【解析】（1）原子核的质量很大体积很小，且带正电荷，因此对靠近它的α粒子产生排斥力，从而改变了它们的运动轨迹；
（2）绝大多数α粒子穿过金箔后运动方向没有改变，说明它们没有受到原子核的排斥力，即原子核排斥力的作用范围很小，也就是原子核本身很小，而原子内部绝大部分为空心的。
（3）根据卢瑟福实验的现象推测原子的结构和特点即可。
【解答】（1）要发生大角度的散射，说明原子的大部分质量集中到了一个很小的结构且该结构带有与α粒子电性相同的电荷，这个很小的结构指的是原子核；
（2）能说明原子内部绝大部分是空的证据是①；
（3）根据“绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进”可知，原子内部绝大部分是空的，而原子核的体积很小，故A正确；
根据“有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°”可知，粒子受到的排斥力很大，即原子核的质量很大，故B正确；
根据“同种电荷相互排斥”可知，原子核带正电荷，故C正确；
卢瑟福实验不能证明核外电子带负电荷，故D错误。
故选ABC。
（1）电子；原子不可再分；原子核和核外电子
（2）模型
【解析】（1）根据历代科学家发现原子结构的科学史实完成填空；
（2）模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型，间接地研究客体原形的性质和规律，例如引入磁感线研究磁场，引入光线研究光等。
【解答】（1）1897年，汤姆森通过实验发现了电子，进一步发展了原子、分子论。汤姆森主要是纠正了“道尔顿原子论”中原子不可再分的观点。
1911年，卢瑟福又通过实验，推测原子是由原子核和核外电子构成，并提出了沿用至今的现代原子结构理论。
（2）原子是一种看不见、摸不着的微粒，为了帮助人们理解原子的结构，这三位科学家都运用了模型来表达他们的理论成果。
故答案为：（1）电子，原子不可再分，原子核和核外电子；（2）模型
(1)Na；S；周期；Na2O(2)16；得到；S2-
(1)原子核(2)绝大多数α粒子穿过后方向不变(3)D
(4)原子核带正电荷，原子核外的电子带负电荷，且电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性
（1）AD
（2）Si2-
（3）D
（1）具有相同的质子数和不同中子数的原子，称为同位素原子；
（2）根据表格可知，质子带正电，电子带负电，将二者的电荷数相减，哪个有剩余，那么该微粒就带几个单位的哪种电荷；
（3）相对原子质量等于质子数加中子数，相对原子质量越大，那么原子的实际质量越大。
【解答】（1）A和D的原子的质子数都是14，但是中子数不同，所以它们互为同位素；
（2）微粒C质子数14，电子数为16，二者之差为2，由于电子数多，所以带2个单位的负电荷；
（3）C的相对原子质量：14+14=28，D的相对原子质量：14+16=30，则质量较大的是D。
（1）4
（2）96：13：14：80
（3）2.2g
根据题意，结合元素的质量比、溶液中稀释前后溶质保持不变的计算方法进行分析计算。
【解答】（1）由甲壳素的化学式(C8H13NO5)n ，可知该物质由碳、氢、氧、氮四种元素组成。
（2）由甲壳素的化学式(C8H13N05)n，其中碳、氢、氧、氮的质量比为：（12×8×n）：（1×13×n）：（14×n）：（16×5×n）=96：13：14：80
（3）根据稀释前后溶液中溶质质量不变， 取上述20％盐酸10mL，加水稀释至100mL ，稀释前后溶质的质量均为：1.1g/cm3×10mL（cm3）×20％=2.2g。
故答案为：（1） 4；（2） 96：13：14：80；（3） 2.2g
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