第1章《原子结构 元素周期律》测试题
一、单选题(共12题)
1.2021年4月13日,日本政府向海洋排放核废水的决议在国际社会引起巨大反响。下列有关核燃料中铀()的说法错误的是
A.原子序数为92 B.核电荷数为92 C.中子数为235 D.质量数为235
2.下列对Na、Mg、Al有关性质的叙述中,正确的是
A.单质的还原性:Na<Mg<Al
B.离子半径:Na+>Mg2+>Al3+
C.阳离子氧化性:Na+>Mg2+>Al3+
D.碱性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3
3.下列装置能达到实验目的的是
A.用瓷坩埚加热熔化固体 B.除中的 C.制取并收集氨气 D.验证氧化性:
A.A B.B C.C D.D
4.A、B、C均为短周期元素,它们在周期表中的位置如下图所示。已知:B、C两元素原子最外层电子数之和等于A元素原子最外层电子数的2倍;B.C两元素的核电荷数之和是A元素原子序数的4倍。下列说法正确的是
A.C位于元素周期表中第3周期第VA族
B.B的非金属性比A强
C.C的气态氢化物的稳定性比B的强
D.原子半径:r(B)5.实验室保存下列试剂,其中保存方法和理由描述都正确的是
选项 试剂 保存方法 理由
A 钾、钠 保存在煤油中 防止与空气中水、氧气接触发生反应
B 液溴 用水液封保存在棕色广口瓶中 防止升华
C 浓硝酸 密封保存在铁质容器中 避免见光分解
D 烧碱 存放在带有磨口玻璃塞的广口瓶中 防止与空气中氧气接触被氧化
A.A B.B C.C D.D
6.如果发现了原子序数为116的元素,下列对它的叙述中正确的是
①位于第7周期 ②非金属元素 ③最外电子层有6个电子 ④没有放射性
⑤属于氧族元素 ⑥属于锕系元素
A.①③⑤ B.②④⑥ C.①③⑥ D.③④⑤
7.甲、乙、丙三种物质有如右图转化关系:甲乙丙甲,则甲不可能是
A.Al2O3 B.NH4Cl C.CO2 D.SiO2
8.根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是( )
A.同主族元素氧化物对应的水化物酸性随核电荷数的增大而增强
B.元素性质呈周期性变化的决定因素是元素的相对原子质量依次递增
C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小
D.Cl与Cl得电子能力相同
9.光导纤维被广泛用于光缆通讯,其主要成分是
A.CuO B.Fe2O3 C.A12O3 D.SiO2
10.短周期中有X、Y、Z三种元素,Z可分别与X、Y组成化合物XZ2、ZY2,这三种元素原子的核外电子数之和为30,每个XZ2分子的核外电子总数为38,由此可推知X、Y、Z依次为( )
A.Na、F、O B.N、O、P C.C、F、O D.C、O、S
11.下列实验对应的现象及结论均正确且两者具有因果关系的是
选项 实验 现象 结论
A 将红热的木炭与热的浓硫酸反应产生的气体通入澄清石灰水中 石灰水变浑浊 木炭被氧化成CO2
B 将稀盐酸滴入Na2SiO3溶液中 溶液中出现凝胶 非金属性:Cl>Si
C 向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,再滴加新制氯水 溶液显红色 原溶液中一定含有Fe2+
D 将SO2通入BaCl2溶液中,然后滴入稀硝酸 先有白色沉淀产生,滴入稀硝酸后沉淀不溶解 先产生BaSO3沉淀,后沉淀转化成BaSO4
A.A B.B C.C D.D
12.日本福岛核事故释放的人工放射性碘,半衰期为8.3天,该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是( )
A.25 B.78 C.53 D.131
二、非选择题(共10题)
13.现有下列9种微粒:、、、、、、、、。按要求完成以下各题:
(1)、分别是氢元素的一种______,它们互为______。
(2)互为同素异形体的微粒是______。
(3)的中子数为______,核外电子数为______。
(4)形成上述9种微粒的核素有______种、元素有______种。
14.A、B、C、D都是短周期元素,其原子序数依次增大。A的族系数等于周期数的3倍,B元素原子的最外层只有1个电子,该元素阳离子与Ne核外电子排布相同;C元素原子的外围电子排布为ns2np1;D与A同族。
(1)写出A、C、D的元素符号:A__,C__,D__。
(2)B元素原子的电子排布图为__。
15.下表是元素周期表的一部分,其中每个数字序号代表一种短周期元素。
请按要求回答下列问题:
(1) 写出②的元素名称__________;
(2) 将④、⑤和⑥三种元素相比较,金属性最强的是__________(填元素符号);
(3) 元素③的最高价氧化物对应的水化物的化学式为____________________;
(4) 元素③和元素⑥的氢化物均极易溶于水,用两根玻璃棒分别蘸取它们的浓溶液,相互接近时,可看到大量的白烟,写出产生该现象的化学方程式___________________。
16.有下列四种微粒:① ② ③ ④。(只填序号,下同)。
(1)按原子半径由大到小的顺序排列为_______;微粒中质子数小于中子数的是_______。
(2)能形成型化合物的是_______;通常情况下,化合价有零价、正价和负价的是_______。
17.在一定温度下,溶质溶解在两种互相接触但互不相溶的溶剂中的浓度之比是一个常数K。若CA(克/升)、CB(克/升)分别表示溶质在A、B两种溶液中的浓度,则CA/CB=K。对溶质碘来说,有CCCl4/CH2O=85。现有2升碘水,其中含碘为0.02克。若用CCl4为萃取剂,以两种不同方法进行萃取:
(1)第一种方法是用50毫升萃取剂萃取一次,则水中残余碘的质量为_________g。
(2)第二种方法是分两次萃取,每次用25毫升萃取剂,求水中残余碘的质量。____________
18.有A、B、C三种二价金属,它们的相对原子质量之比为 3:5:7,如果把7 mol A、5 mol B、3 mol C 混合,取出均匀混合物5.36 g,加入2 mol·L1 HCl 150 mL 恰好完全反应。试求A、B、C三种金属的相对原子质量______、______、________;若A、B原子中质子数和中子数相等,C中质子数比中子数少4个,则A、B、C 各是什么元素 _____、____、______
19.在半导体工业中有这样一句话:“从沙滩到用户”,其中由粗硅制纯硅的常用方法为:Si(粗)+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl。
若在25℃、101kPa条件下反应生成HCl气体49L,(注:25℃、101kPa条件下气体摩尔体积为24.5L mol-1)则:
(1)反应生成HCl气体的质量为__,转移电子的总数为___。
(2)反应生成的HCl气体溶于127mL水中,得到密度为1.20g mL-1的盐酸,此盐酸的物质的量浓度为___。
(3)“从沙滩到用户”涉及多个反应,其中制取粗硅的反应方程式为___。纯净的石英与烧碱反应可以制得水玻璃,反应的离子方程式为__。
(4)普通玻璃若以氧化物形式表示其组成为(质量分数):Na2O13%,CaO11.7%,SiO275.3%。现以石灰石、纯碱和石英为原料生产这种玻璃10t,石灰石的利用率为80%,纯碱和石英的利用率为95%,至少需要上述原料的质量是___t。(保留两位小数)
20.利用如所示装置可以验证元素的非金属性的变化规律。
(1)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验,验证氯的非金属性强于硫的非金属性。装置A、B、C中所装药品分别为_______、_______、_______,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,则反应的离子方程式为_______。
(2)若要证明非金属性C>Si,则A中应加入_______溶液,B中应加入Na2CO3,装置C中发生的化学反应方程式为_______。
21.某同学为验证盐酸、碳酸和硅酸的酸性强弱,用下图装置进行实验:
回答下列问题。
(1)装置Ⅰ中的现象是___________,装置Ⅱ的作用是___________,其中可能发生反应的离子方程式是___________。
(2)装置Ⅲ中的现象是___________,反应的化学方程式是___________。
(3)该实验的实验结论是___________。
22.某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学设计了如图1装置,根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,可以一次性完成碳族元素中C与Si的非金属性强弱比较的实验研究;乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、蘸有碱液的棉花。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。
(1)根据实验图1作答:
①写出选用试剂分别 B__________,C____________
②装置B中所盛试剂的作用为_________
③C中反应的离子方程式为_______
④从实验所得非金属性C____Si(填“大于”或“小于”)
(2)根据实验图2作答:
①写出 A处的离子方程式:_______
②B处的现象_____
③C处药品的作用 _______。
④通过图2 装置实验得出同主族元素性质的递变规律为___________
参考答案:
1.C
原子中左下角表示质子数,左上角表示质量数,据此解题。
A.原子序数等于质子数等于92,故A正确;
B.核电荷数等于质子数等于92,故B正确;
C.中子数等于质量数-质子数=235-92=143,故C错误;
D.质量数等于235,故D正确;
故选C。
2.B
A.Na、Mg、Al位于同一周期,随着核电荷数的递增,原子失电子能力减弱,单质的还原性减弱,即Na>Mg>Al,故A错误;
B.它们形成阳离子的原子核外电子排布相同,而核电荷数依次增加,故离子半径依次减小r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),故B正确;
C.它们形成阳离子的原子核外电子排布相同,而核电荷数依次增加,离子半径依次减小,得电子能力逐渐增强,即Na+<Mg2+<Al3+,故C错误;
D.Na、Mg、Al位于同一周期,随着核电荷数的递增,金属性减弱,其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,即NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故D错误。
故选B。
3.B
A.瓷坩埚中二氧化硅会与NaOH反应,因此不能用瓷坩埚加热熔化NaOH固体,A不选;
B.Br2能与NaOH反应,且NaOH溶液与CCl4不互溶,所以可以用NaOH除去Br2后,再用分液的方法将水层与CCl4层分离,B选;
C.氨气不可用无水CaCl2干燥,氨气能与氯化钙发生反应生成络合物,且收集氨气的导管伸入太短,C不选;
D.Cl2与NaBr发生反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,未反应的Cl2也会与KI发生反应Cl2+2KI=2KCl+I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,因此不能证明氧化性:Cl2>Br2>I2,D不选;
故选B。
4.C
A、B、C均为短周期元素,设A的原子序数为x,由图可知,A为第二周期,B、C在第三周期,
B的原子序数为x+7,C的原子序数为x+9,
由B、C两元素的核电荷数之和是A元素原子序数的4倍,
则x+7+x+9=4x,
解得x=8,
则A为O,B为P,C为Cl,
A. C位于元素周期表中第3周期第VIIA族,故A错误;
B. B是P,A为O,非金属性是O的强,故B错误;
C. C为Cl,B为P,同一周期非金属性从左到右逐渐增强,所以气态氢化物的稳定性C比B强,故C正确;
D. 原子半径:同一周期原子半径从左到右逐渐减少,所以r(B)>r(C),故D错误;
故选C。
5.A
A.钾、钠与煤油不反应,且密度大于煤油,所以钾、钠保存在煤油中,防止与空气中水、氧气接触发生反应,故A正确;
B.液溴用水液封保存在棕色广口瓶中,防止溴挥发,故B错误;
C.浓硝酸易挥发,变成稀硝酸能和铁持续反应,不宜密封保存在铁制容器中,浓硝酸见光溶液分解,应该保存在棕色细口瓶并置于阴凉处,故C错误;
D.氢氧化钠能与二氧化硅反应生成硅酸钠,不能存放在带有磨口玻璃塞的广口瓶中,烧碱存放在带有橡胶塞的广口瓶中,故D错误;
选A。
6.A
根据核外电子排布规律,116元素在元素周期表的第7周期、第ⅥA族,根据元素递变规律,①位于第7周期、②金属元素、 ③最外电子层有6个电子、④有放射性、⑤属于氧族元素、⑥不属于锕系元素,故A正确。
7.B
A.若甲是Al2O3,与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠可以和盐酸反应生成氢氧化铝,氢氧化铝受热分解可以生成Al2O3,选项A有可能;
B.NH4Cl与氢氧化钠反应生成氨气,氨气和盐酸反应生成氯化铵,不符合题意,选项B正确;
C.CO2与氢氧化钠反应可生成碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠分解可以生成CO2,选项C有可能;
D.SiO2与氢氧化钠反应生成硅酸钠,硅酸钠与盐酸反应生成硅酸,硅酸受热分解可以生成二氧化硅,选项D有可能。
答案选B。
8.D
A. 同主族元素的最高价氧化物对应的水化物酸性随着核电荷数的增加而减弱,故A错误;
B. 元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果,故B错误;
C. 四种离子电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,所以离子半径从大到小的顺序为:S2-、Cl-、K+、Ca2+,故C错误;
D. Cl与Cl互为同位素,都是氯元素,核电核数相同,得电子能力相同,故D正确;
故答案为D。
9.D
光导纤维的主要成分是SiO2,因此选项D正确。
10.D
短周期中有X、Y、Z三种元素,令它们核外电子数分别为a、b、c,三种元素原子的核外电子数之和为30,每个XZ2分子的核外电子总数为38,则:a+b+c=30,a+2c=38,故c-b=8,且Y与Z可以形成ZY2,可推知Y为O、Z为S,故X原子的核外电子数=30-8-16=6,故X为C元素,答案选D。
11.C
A. 二氧化碳、二氧化硫均使石灰水变浑浊,由现象不能说明炭被氧化成CO2,故A错误;
B. 盐酸为无氧酸,不能比较非金属性,故B错误;
C. 滴加KSCN溶液,溶液不变色,可知不含铁离子,再滴加新制氯水,溶液变红,可知原溶液中一定含有Fe2+,故C正确;
D. SO2通入BaCl2溶液中不反应,二氧化硫可被硝酸氧化生成硫酸根离子,白色沉淀为硫酸钡,故D错误;
故选C。
12.A
中的中子数N=质量数A-质子数Z=131-53=78,核外电子数=质子数=53,原子核内中子数与核外电子数之差为78-53=25,
故答案选:A。
13. 核素 同位素 和 30 24 7 5
根据核素、同位素、同素异形体和元素的概念结合核素的表示形式和质量数=质子数+中子数分析解答。
(1)、的质子数均为1、中子数分别为0、1,分别是氢元素的一种核素,它们互为同位素,故答案为:核素;同位素;
(2)同素异形体是同种元素组成的不同单质,、是氧元素组成的不同单质,互为同素异形体,故答案为:和;
(3)的中子数=56-26=30,是铁原子失去2个电子形成,核外电子数=26-2=24,故答案为:30; 24;
(4)9种微粒:、、、、、、、、中,有7中核素、、、、、、,5种元素:H、C、N、Fe、O,故答案为:7;5。
14. O Al S
A、B、C、D都是短周期元素,其原子序数依次增大。A的族系数等于周期数的3倍,A为第二周期ⅥA的氧元素,A为O元素;B元素原子的最外层只有1个电子,该元素阳离子与Ne核外电子排布相同,Ne为10号元素,B为11号Na元素;C元素原子的外围电子排布为ns2np1,n=3,C为Al元素;D与A同族,D为S。
(1)由分析A、C、D的元素符号:A为O,C为Al,D为S。故答案为:O;Al;S;
(2)B为Na,核外有11个电子,B元素原子的电子排布图为。故答案为:。
15. 碳 Na HNO3 NH3+ HCl = NH4Cl
六种元素分别对应为:H、C、N、Na、Al、Cl;
(1)②的元素为碳元素;
(2)将④、⑤和⑥三种元素相比较,金属性最强的是钠元素即为Na;
(3)元素③的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HNO3;
(4)元素③和元素⑥的氢化物均极易溶于水,用两根玻璃棒分别蘸取它们的浓溶液,相互接近时,可看到大量的白烟,其化学反应方程式为:NH3+ HCl = NH4Cl;
16.(1) ②③④① ①②
(2) ①② ④
(1)
一般地,电子层数越多,原子半径越大,若电子层数相同,则原子序数越大,原子半径越小。所以这四种元素的原子半径从大到小的顺序为:②③④①;在元素符号左上角的数字是质量数,左下角的数字是质子数,质量数减去质子数等于中子数,所以这四种微粒的质子数小于中子数的是①②。
(2)
Na和O能形成Na2O2,故能形成 X2Y2 型化合物的是①②;金属元素没有负价,通常情况下,O没有正价,所以化合价有零价、正价和负价的是N,故选④。
17. 0.0064 0.0047g
(1)萃取一次,根据,则设C(I2)H2O=x,则C(I2)CCl4=85x,有C(I2)H2OV(H2O)+C(I2)CCl4V(CCl4)=m(I2),2x+85x×0.05=0.02,得x=0.0032g·L-1,残存碘的量m(I2)=2L×0.0032g·L-1=0.0064g;
(2)按两次萃取,设C(I2)H2O=a(第一次),有2a+85a×0.025=0.02,a≈0.00485g·L-1,m(I2)=0.00485g·L-1×2L=0.0097g;再设C(I2)H2O=b(第二次),2b+85b×0.025=0.0097,b≈0.00235g·L-1,残存碘量m(I2)=2L×0.00235g·L-1=0.0047g。
18. 24 40 56 Mg Ca Fe
设A、B、C三种二价金属相对原子质量为3a、5a、7a,其物质的量分别为7n mol、5n mol、3n mol。
A + 2HCl = ACl2+H2↑
7n mol 14 nmol
B + 2HCl = BCl2+H2↑
5n mol 10n mol
C + 2HCl =CCl2+H2↑
3n mol 6n mol
14n+10n+6n=2 mol·L-1× 0.15 L,n=0.01
所以A、B、C物质的量分别为0.07 mol、0.05 mol、0.03 mol
依题有0.07× 3a +0.05× 5a +0.03× 7a =5.36,a=8。
所以三种金属元素的相对原子质量分别为24、40、56。
又因A、B质子数等于中子数,
所以A、B质子数分别为12(Mg)、20(Ca)。
设C质子数为x,则x+x+4=56,x=26(Fe)。
故答案A为Mg,B为Ca,C为Fe。
19. 73g 4NA 12mol·L-1 SiO2+2CSi(粗)+2CO↑ SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 12.88
(1)n= =2mol,m=n×M=2mol×36.5g·mol-1=73g;
根据方程式:
可知,反应生成2mol氯化氢消耗1mol氯气和1mol氢气,共转移电子的物质的量为:1mol×2+1mol×2=4mol,故转移电子个数为4NA;
故答案为:73g;4NA;
(2)V= = mL=×10-3L,C= = =12mol·L-1;故答案为:12mol·L-1;
(3)焦炭与SiO2反应生成Si与CO,反应方程式为:SiO2+2CSi+2CO↑;二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,反应的化学方程式为:2NaOH+SiO2═Na2SiO3+H2O,离子方程式为:2OH-+SiO2═SiO32-+H2O;
故答案为:SiO2+2CSi+2CO↑;2OH-+SiO2═SiO32-+H2O;
(4)每天10t,其中含有Na2O质量10t×13%=1.3t,CaO质量10t×11.7%=1.17t,SiO2质量10t×75.3%=7.53t,而Na2O都是从Na2CO3中来,CaO都是从CaCO3中来,SiO2都是从石英中来,根据质量守恒可知设需要石灰石CaCO3质量x,纯碱Na2CO3质量y,石英SiO2质量z,则 80%x×=1.17t,即 80%x× =1.17t,解得x≈2.61,95%y× =1.3t,即95%y×=1.3t,解得y≈2.34t,95%z=7.53t,解得z≈7.93t,∴共需原料:2.61t+2.34t+7.93t=12.88t;
故答案为:12.88。
20.(1) 浓盐酸 KMnO4 Na2S溶液 S2-+Cl2=S↓+2Cl-
(2) H2SO4 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
本实验的目的是通过非金属单质之间的置换反应来验证非金属的变化规律,通过制取Cl2,Cl2置换S单质以验证Cl、S的非金属强弱,结合实验装置和实验室制取氯气的方法进行分析解答。
(1)
由实验装置,制取氯气时为固液不加热装置,则先利用浓盐酸和KMnO4来制取Cl2,再用Cl2与Na2S反应产生S验证氯的非金属性大于硫。故装置A、B、C中所装药品分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S溶液,装置C中有淡黄色沉淀S生成,则反应的离子方程式为S2-+Cl2=S↓+2Cl-;
(2)
要证明非金属性:C>Si,则A中加稀硫酸、B中加Na2CO3,产生二氧化碳气体,C中加Na2SiO3溶液,观察到C中溶液的现象为有白色胶状沉淀产生,反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3。
21. 固体溶解并有气泡产生 吸收CO2中混有的HCl气体 +H+=CO2↑+H2O 有白色沉淀产生或有胶状物产生 Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3 ↓ 酸性:盐酸>碳酸>硅酸
(1)碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳,现象为固体溶解并有气泡产生,装置Ⅱ的作用碳酸氢钠可以吸收CO2中混有的HCl气体,反应生成氯化钠和水和二氧化碳,化学方程式为:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,离子方程式为+H+=CO2↑+H2O;
(2)二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸胶体,现象为:有白色沉淀产生或有胶状物产生,Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓。
(3)根据强酸制取弱酸分析,所以可以得到酸性顺序为:盐酸>碳酸>硅酸。
22. 饱和NaHCO3溶液 Na2SiO3溶液 除去CO2中的HCl杂质 大于 试纸变蓝 吸收Cl2,防止污染环境 同主族元素从上至下,元素的非金属性逐渐减弱
由题可知,图1对应的实验是要通过元素非金属性与对应的最高价含盐酸酸性的关系验证C与Si的非金属性强弱;因此图1中的A是用来通过盐酸与碳酸钠溶液反应制备CO2;由于盐酸具有挥发性,所以制备的CO2中必然含有HCl杂质,HCl的酸性强于硅酸,也会使C中盛放的硅酸钠溶液转化为硅酸而出现浑浊现象;因此为避免其干扰,需要用B中的饱和碳酸氢钠溶液对气体进行除杂。图2对应的实验是验证卤族元素性质的递变规律,浓盐酸可以和高锰酸钾溶液反应生成Cl2,Cl2则会使NaBr溶液中的Br-被氧化为Br2,也会使KI溶液中的I-被氧化为I2,由于Cl2有毒,所以出于安全和环保的考虑,需要对尾气进行吸收。
(1)①通过分析可知,图1的B中的溶液为饱和NaHCO3溶液,C中的溶液为Na2SiO3溶液;
②通过分析可知,图1的B的作用是除去CO2中的HCl杂质,防止其产生干扰;此外,饱和碳酸氢钠溶液也会降低CO2的溶解损耗;
③通过分析可知,图1的C中发生反应的离子方程式为:;
④由实验可知,H2CO3酸性强于H2SiO3,所以C的非金属性强于Si;
(2)①通过分析可知,图2的A处发生反应的离子方程式为:;
②通过分析可知,图2的B处生成了I2,因此现象是,试纸变蓝;
③通过分析可知,图2的C处药品的作用是吸收未反应的Cl2防止污染;
④由图2的实验可知,同主族元素从上至下,非金属性逐渐减弱