第1章 原子结构 元素周期律 测试题 （含解析）2022-2023学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

第1章《原子结构 元素周期律》测试题
一、单选题（共12题）
1．下列说法不正确的是
A．石墨烯晶圆和硅基晶圆均可以用于制造芯片
B．制造玻璃的主要原料是石灰石、纯碱、石英
C．氯碱工业中可以用氨气检查氯气管道是否泄漏
D．工业上电解熔融的氧化铝制单质铝时需要加入冰晶石，其目的是增加导电性
2．现有四种短周期元素，其有关信息如表所示：
元素 结构特点及在周期表中的位置 单质及化合物的部分性质与用途
甲 第三周期简单离子半径最小的元素 工业上用电解法治炼该金属
乙 原子最外层电子数是次外层电子数的一半 单质是重要的半导体材料
丙 原子最外层电子数是最内层电子数的2倍 单质存在多种同素异形体
丁 元素能形成两种不同的单质 丁的一种单质与KI溶液反应生成丁的另一种单质
则甲、乙、丙、丁四种元素的原子序数从大到小的排列顺序为
A．乙、甲、丁、丙 B．丁、甲、乙、丙
C．丙、丁、甲、乙 D．甲、乙、丙、丁
3．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(　　)
A．二氧化碳通入可溶性硅酸盐溶液中析出硅酸沉淀
B．二氧化碳溶于水形成碳酸，二氧化硅难溶于水
C．高温下，二氧化硅与碳酸盐反应生成二氧化碳
D．在可溶性硅酸盐溶液中加入盐酸会析出硅酸沉淀
4．从原子序数11依次增加到17，下列所叙递变关系错误的是
A．电子层数逐渐增多
B．原子半径逐渐减小
C．最高正价数值逐渐增大
D．从硅到氯最低负价从-4到-1
5．下列微粒半径大小比较正确的是
A．NaC．Na＋Cl－>Na＋>Al3＋
6．完成海带中提取的实验所选择的装置(部分夹持装置已略去)或仪器错误的是
A．灼烧 B．溶解 C．过滤 D．分液
A．A B．B C．C D．D
7．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案：下列说法不正确的是
A．上述实验方案中采用了反萃取法
B．②中有机溶剂a可换成苯
C．③中发生的化学方程式：3I2 + 6NaOH = 5NaI + NaIO3 + 3H2O
D．操作Z的名称是加热
8．X、Y、Z、W是原子序数依次递增的短周期元素，4种元素的原子最外层电子数之和为16，X与其它元素不在同一周期和同一主族，Y的阴离子与Z的阳离子具有相同的电子层结构，W原子得到一个电子后可形成与某稀有气体原子核外电子排布相同的稳定结构。下列说法合理的是 （ ）
A．简单离子半径：W＞Z＞Y
B．X与Y形成的化合物中，既含极性键又含非极性键的物质至少有2种
C．Z与W形成的化合物一定是离子化合物
D．Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性一定比W的弱
9．有放射性的同位素称之为稳定同位素，近20年来，稳定同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用，如在陆地生态系统研究中，2H、13C、15N、18O、34S等常用做环境分析指示物。下列说法中正确的是
A．34S原子核内的中子数为16
B．1H216O在相同条件下比1H218O更易蒸发
C．13C和15N原子核内的质子数相差2
D．2H+的酸性比1H+的酸性更强
10．“钚 239”是氢弹的重要原料。下列有关说法正确的是
A．239Pu原子的原子核中含有239个质子
B．238Pu、239Pu和241Pu属于不同的核素
C．238Pu与238U互为同位素
D．239Pu衰变成235U属于化学变化
11．如图为元素周期表中短周期的一部分，关于Y、Z、M的说法正确的是（ ）
A．电负性：Z>M>Y
B．离子半径：M->Z2->Y-
C．ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D．Z元素基态原子最外层电子轨道表示式为
12．短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，R和X组成简单分子的球棍模型如图所示。Y原子核外K、M层上电子数相等，Z原子最外层电子数是电子层数的2倍。下列推断正确的是
A．原子半径：Y>Z>R>X
B．Y3X2是含两种化学键的离子化合物
C．X的氧化物对应的水化物是强酸
D．X和Z的气态氢化物能够发生化合反应
二、非选择题（共10题）
13．S2-中的质子数是___，中子数是___，核外电子数是___，质量数是___。
14．白玉的化学式可用CaxMgySipO22(OH)2表示(也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物表示)，Si为+4价。
（1）取8.10g白玉粉末灼烧至恒重，固体减少了0.18g，则白玉的摩尔质量为_______g/mol。
（2）另取4.05g白玉粉末加入1mol/L的盐酸100mL充分溶解，过滤，得到不溶的非金属氧化物2.40g。将滤液和洗涤液合并后往其中加入足量的铁屑，得到气体336mL(标准状况)，则：
①p=______；
②白玉的化学式为：________________。
15．根据硅和二氧化硅的性质，回答下列问题：
（1）月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2，除去SiO2的离子方程式为___。
（2）由粗硅制纯硅过程如下：Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)，请写出上述过程中有关反应的化学方程式：___，___。
16．高锰酸钾具有强氧化性，广泛用于化工、医药、采矿、金属冶炼及环境保护领域等。KMnO4的制备是以二氧化锰(MnO2)为原料，在强碱性介质中被氧化生成墨绿色的锰酸钾(K2MnO4)；然后在一定pH下K2MnO4歧化生成紫色KMnO4。回答下列问题
(1)K2MnO4的制备
实验步骤 现象或解释
①称取2.5 gKClO3固体和5.2gKOH固体置于铁坩埚中，加热熔融 不用瓷坩埚的原因是____________。
②分多次加入3gMnO2固体 不一次加入的原因是__________________。
(2)KMnO4的制备
趁热向K2MnO4溶液中加入1 mol/L H3PO4溶液，直至K2MnO4全部歧化，判断全部歧化的方法是用玻璃棒蘸取溶液于滤纸上，现象为_________________________。然后趁热过滤，将滤液倒入蒸发皿中加热到液面出现晶膜，充分冷却后过滤，在80℃烘箱中干燥3h，不选用更高温度的原因是_____________________________。
(3)产品分析
i.不同pH下产品中KMnO4含量
加入H3PO4体积／mL 溶液的pH 产品质量 KMnO4质量 KMnO4质量分数
10.50 12.48 2.35 2.05 87.23
12.50 11.45 2.45 2.18 88.98
14.50 10.89 2.18 1.87 85.78
16.50 10.32 2.28 1.75 76.75
18.50 9.44 2.09 1.48 70.81
从表格中数据分析，在歧化时选择溶液的最佳pH是________________。
ii.利用H2C2O4标准溶液测定KMnO4的纯度。测定步骤如下：
①溶液配制：称取1.000g的KMnO4固体样品，放入_____________中溶解，然后冷至室温后全部转移到100mL容量瓶中，加蒸馏水至刻度线。
②滴定：移取25 mLKMnO4溶液于锥形瓶中，加少量硫酸酸化，用0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液滴定，发生反应：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋10C02＋8H2O，当溶液紫色褪色且半分钟内不变色即为终点，平行滴定3次，H2C2O4溶液的平均用量为23.90mL，则样品纯度为_______________％(保留1位小数)。
17．I.非金属材料及其化合物是无机非金属材料的主要成分，硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)计算机芯片和太阳能电池的主要成分是_______ (填化学式， 下同)；光导纤维的主要成分是_______；工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，其原理为_______(填化学方程式)。
Ⅱ.高纯度单晶硅的制备方法：
某同学从资料中查知：SiCl4的熔点为- 70 ℃，沸点为57.6 ℃，在潮湿的空气中与水发生反应而变质。该同学设计了如图装置制取纯硅(装置中的热源及夹持装置均已略去)。
(2)盛装稀硫酸的仪器的名称为_______ ；已知：步骤①生成的另一产物为CO，写出步骤①中反应的化学方程式： _______。
(3)装置A中发生反应的离子方程式为_______。
(4)已知：SiCl4在潮湿的空气中能与水发生反应生成氯化氢。为防止空气污染，含有SiCl4的尾气可通入盛有_______(填试剂名称)的烧杯中。
(5)同学甲认为用该装置进行实验，可能会导致实验失败，为保证制备纯硅实验的成功，你认为该装置应进行的改进措施是_______。
18．某同学设计实验以探究元素性质的递变规律，实验装置如图所示。
(1)实验Ⅰ：探究碳、氮、硅三种元素非金属性递变规律。
已知A装置的烧瓶里装有大理石，分液漏斗里装有稀HNO3溶液，B装置中装有饱和NaHCO3溶液，装置C中装有Na2SiO3溶液，试回答：
①C中可观察到的现象是_______。
②B装置的作用是_______。
③根据实验现象推知，碳、氮、硅三种元素非金属性的强弱顺序是_______，得出以上结论的判断依据是_______。
(2)实验Ⅱ：已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气，利用该装置探究氯和溴元素的非金属性强弱。
①写出B装置中发生反应的离子方程式：_______。
19．2021年5月15日，“天问一号”携“祝融号”成功着陆火星，这是我国深空探测迈出的重要一步。回答以下问题：
(1)“天问一号”采用了我国自主研制的高性能碳化硅增强铝基复合材料。工业上制取碳化硅的化学反应方程式为：，请写出X的化学式___________。若生成4 g碳化硅，则其中含有___________个碳原子；生成4g碳化硅的同时，生成X气体的体积在标准状况下为___________L。
(2)①火星大气主要成分是CO2。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___________。
②碳在自然界有两种稳定的同位素，有关数据如下表：
同位素 相对原子质量 丰度(原子分数)
2C 12(整数，相对原子质量的基准) 0.9893
13C 13.003354826 0.0107
请列出碳元素近似相对原子质量的计算式___________。
(3)此次探测任务中，“祝融”号火星车利用了正十一烷(C11H24)储存能量。其原理是：白天火星温度___________(选填“升高”或“降低)，正十一烷吸热融化，储存能量；到了晚上反之释放能量。正十一烷在氧气中完全燃烧会生成两种氧化物，写出该燃烧反应的化学方程式___________。78 g正十一烷(C11H24)完全燃烧，需要氧气___________mol。
20．把11g含镁、铝、铜的合金粉末放入过量氢氧化钠溶液中，得到6.72LH2(标准状况)，取等质量的合金粉末放入过量盐酸中，得到8.96LH2(标准状况)。试计算：
(1)写出铝与氢氧化钠溶液反应的方程式____
(2)该合金样品中铝的质量为______g。
(3)该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为多少_____？(无解题过程不给分)
21．我国政府为了消除碘缺乏病，规定在食盐中必须加入适量的碘酸。检验实验中是否加碘，可利用如下反应：
（1）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________；
（2）如果反应中转移0.5mol电子，则生成的物质的量为_____________；
（3）若要提取生成的碘，所用的萃取剂可以是_________（填序号）
①水 ②酒精 ③淀粉溶液 ④四氯化碳
22．A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次增大的短周期主族元素。B、C、D均能与A形成10电子分子，E单质可用于野外焊接钢轨的原料，F与D同主族。
(1)D、E、F的离子半径由大到小的顺序为_______(填离子符号)。
(2)写出能证明G比F非金属性强的一个化学方程式：_______。
(3)F和G形成的一种化合物甲中所有原子均为8电子稳定结构，该化合物与水反应生成F单质、F的最高价含氧酸和G的氢化物，三种产物的物质的量之比为2∶1∶6，甲的电子式为_______，该反应的化学方程式为_______。
(4)C能分别与A和D按原子个数比1∶2形成化合物乙和丙，乙的结构式为_______。常温下，液体乙与气体丙反应生成两种无污染的物质，该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为_______。
参考答案：
1．D
A．硅是良好的半导体材料，硅基晶圆可以用于制造芯片，石墨烯晶圆具有电阻率低、强度高、导热性好以及高导电性等性能，石墨烯晶圆用于制造的芯片比硅基晶圆制造的芯片在性能上至少提高十倍以上，石墨烯晶圆和硅基晶圆均可以用于制造芯片，A项正确；
B．制造玻璃的主要原料是石灰石、纯碱、石英，制造玻璃时发生的主要反应为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，B项正确；
C．氯碱工业指电解饱和食盐水生成NaOH、H2和Cl2的工业，若氯气的管道泄漏，泄漏的氯气与NH3发生反应生成NH4Cl，从而能观察到产生大量白烟，则可用氨气检查氯气管道是否泄漏，C项正确；
D．工业上电解熔融氧化铝制备单质铝时加入冰晶石的目的是作助熔剂，降低氧化铝的熔点，D项错误；
答案选D。
2．A
四种短周期元素，甲在元素周期表中，第三周期简单离子半径最小的元素，工业上用电解法治炼该金属，则甲为Al；乙原子最外层电子数是次外层电子数的一半，单质是重要的半导体材料，则乙为Si；丙原子最外层电子数是最内层电子数的2倍，单质存在多种同素异形体，则丙为C；其单质有多种同素异形体；丁元素能形成两种不同的单质，丁的一种单质与KI溶液反应生成另一种丁的单质，单质具有强氧化性，则丁为O。
根据上述分析，甲是Al，乙是Si，丙是C，丁是O，其中Al的原子序数为13，Si的原子序数为14，C的原子序数为6，O的原子序数为8，则原子序数：Si>Al>O>C，甲、乙、丙、丁四种元素的原子序数从大到小的排列顺序为乙、甲、丁、丙，故A正确。
故选A。
3．A
据化学反应遵循强酸制弱酸的原则，比较碳酸比硅酸强的反应应在水溶液中进行。
A、二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸和可溶性硅酸盐反应析出硅酸沉淀，说明碳酸能制取硅酸，所以能证明碳酸酸性强于硅酸酸性，故A正确。
B、氧化物的水溶性不能决定其水化物的酸性强弱，故B错误；
C、特殊条件下，SiO2与碳酸盐反应生成CO2不能证明碳酸酸性强于硅酸酸性，是利用了二氧化碳易挥发的性质，故C错误。
D、在可溶性硅酸盐中加盐酸会析出硅酸沉淀，说明盐酸酸性比硅酸强，但不能证明碳酸酸性比硅酸酸性强，故D错误。
故答案选A。
4．A
原子序数11~17号元素都处于第三周期，
A.同周期元素具有相同电子层数，电子层数都是3层，A错误；
B.同周期，从左向右，核电荷数越多，对最外层电子的吸引越强，则原子半径逐渐减小，B正确；
C.同周期，从左向右，最外层电子数逐渐增大，则最高正价逐渐增大，C正确；
D.最低负化合价=最外层电子数-8，硅到氯最外层电子数由4增加为7，从硅到氯负价从-4到-1，D正确；
答案选A。
【点晴】本题是考查学生对元素周期的性质递变规律的熟练掌握程度，特别是同周期，具有相同电子层数，从左向右元素的非金属性增强，原子半径在减小，最高正价在增大，中部出现负价，负价由-4价到-1价；需要注意的是O元素没有最高价正价，F没有正价。
5．D
A．同周期从左向右原子半径依次减小，则原子半径：Na＞Mg＞Al＞S，故A错误；
B．同主族元素从上到下电子层数增多，随着核电荷数递增，半径增大，则原子半径：Cs>Rb>K>Na，故B错误；
C．Na+、Mg2+、Al3+、O2 都具有相同的电子层结构，核电荷数越大，微粒半径越小，故微粒半径：Al3+D．S2 和Cl 具有相同的电子层结构,核电荷数越大，微粒半径越小，即微粒半径由大到小的顺序是：S2 >Cl ，同理Na+>Al3+，但Cl 比Na+多一个电子层,显然Cl >Na+，故离子半径大小是：S2 >Cl >Na+>Al3+，故D正确；
答案为D。
6．B
海带中提取碘单质，先灼烧海带，溶于水过滤，得到滤液中加入氧化剂氧化碘离子生成碘单质，加入萃取剂萃取分液后蒸馏得到碘单质。
A．先灼烧海带，灼烧固体时需要用坩埚，故A正确；
B．海带灰溶于水，要用到烧杯和玻璃棒，不需要量筒，故B错误；
C．溶解过滤需要用过滤器，装置C中有烧杯、漏斗、玻璃棒引流，烧杯口紧靠玻璃棒、漏斗口紧靠烧杯内壁，故C正确；
D．萃取分液需要装置D，用到分液漏斗和烧杯，漏斗口紧靠烧杯内壁，故D正确；
故选B。
7．D
由流程可知，海带浸取液中含碘离子，①中加过氧化氢发生2I-+2H++H2O2═I2+2H2O，②中萃取，从下层分离出有机层得到含碘的四氯化碳溶液，③中加NaOH发生3I2+6OH-=+5I-+3H2O，分液分离出下层液体为四氯化碳，上层溶液中加硫酸发生+5I-+6H+=3I2+3H2O，操作Z为过滤，分离出碘固体，以此来解答。
A．由题干信息可知，上述实验方案中采用了过程②萃取，过程③为反萃取法，A正确；
B．苯与水不互溶，与水、I2不反应，且I2在苯中的溶解性比在水中的大许多，故②中有机溶剂a可换成苯，B正确；
C．由分析可知，③中发生的化学方程式：3I2 + 6NaOH = 5NaI + NaIO3 + 3H2O，C正确；
D．由分析可知，操作Z的名称是过滤，D错误；
故答案为：D。
8．B
A．Y、Z离子电子层结构相同，Z的核电荷数较大，Z离子半径较小，W离子电子层最多，离子半径最大，故离子半径：W＞Y＞Z，故A错误；
B．Y为O或N，H与Y形成的化合物中，既含极性键又含非极性键的物质有H2O2、N2H4等，故B正确；
C．若Z为Mg，与Cl元素形成的化合物为氯化镁，属于离子化合物，若Z为Al，与与Cl元素形成的化合物为氯化铝，属于共价化合物，故C错误；
D．若Y为O元素，不存在最高价氧化物对应的水化物，故D错误；
答案选B。
9．B
A.34S原子核内的中子数为34-16=18，选项A错误；
B.因1H216O的相对分子质量1×2+16=18，1H218O的相对分子质量为1×2+18=20，则1H216O的沸点低，1H216O在相同条件下比1H218O更易蒸发，选项B正确；
C.C原子的质子数为6，N原子的质子数为7，则13C和15N原子核内的质子数相差7-6=1，选项C错误；
D.2H+与1H+都是氢离子，化学性质相同，即2H+的酸性与1H+的酸性相同，选项D错误；
答案选B。
10．B
A．239Pu原子中239为其质量数=质子数+中子数，A项错误；
B．238Pu、239Pu和241Pu质子数相同，但是中子数不同，属于不同的核素，B项正确；
C．238Pu与238U元素符号不同，属于不同的元素，C项错误；
D．239Pu衰变成235U属于原子核之间的变化，不属于化学变化，D项错误；
答案选B。
11．C
图为元素周期表中短周期的一部分，由Y、Z、M在周期表中的位置关系可知，Y为F元素，M为Cl元素，Z为S元素；
A．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，非金属性：Y＞M＞Z，故电负性Y＞M＞Z，故A错误；
B．电子层排布相同，核电荷数越大离子半径越小，最外层电子数相同，电子层越多离子半径越大，离子半径：Z2-＞M-＞Y-，故B错误；
C．ZM2为SCl2，分子中S元素化合价为+2价，2+6=8，S原子满足8电子稳定结构，Cl元素化合价为-1价，|-1|+7=8，Cl原子满足8电子稳定结构，故C正确；
D．Z为S元素，最外层含有6个电子，其基态原子的最外层电子排布图为，故D错误；
故答案为C。
12．D
根据R和X组成简单分子的球棍模型，可推出该分子为NH3，由此得出R为H，X为N；由“Y原子核外K、M层上电子数相等”，可推出Y核外电子排布为2、8、2，即为Mg；因为Z的原子序数大于Y，所以Z属于第三周期元素，由“Z原子最外层电子数是电子层数的2倍”，可确定Z的最外层电子数为6，从而推出Z为S。
依据上面推断，R、X、Y、Z分别为H、N、Mg、S。
A.原子半径：Mg>S>N>H，A错误；
B. Mg3N2是由Mg2+和N3-构成的离子化合物，只含有离子键，B错误；
C. N的氧化物对应的水化物可能为HNO3、HNO2，HNO3是强酸，HNO2是弱酸，C错误；
D. N和S的气态氢化物分别为NH3和H2S，二者能够发生化合反应，生成NH4HS或(NH4)2S，D正确。
故选D。
13． 16 18 18 34
S2-中的质子数是16、质量数为34，中子数为(36-16)=18，核外电子数为(16+2)=18，故答案为：16；18；18；34。
14． 810 8 Ca2Mg5Si8O22(OH)2(或2CaO·5MgO·8SiO2·H2O )
白玉类似的物质均是由多种金属氧化物结合得到的，故化学式可以拆分成几种金属氧化物结合的形式，白玉酸溶时，只有二氧化硅不溶解，再根据整个溶解过程中氯元素守恒求得白玉的化学式。
（1）白玉粉末灼烧过程中减少的是水的质量：根据比例关系可以求得白玉的摩尔质量为，解得M=810g/mol；
（2）①白玉粉末加酸溶解，只有二氧化硅不溶： ，则，p=8；
②4.05g白玉的物质的量为： ，又在标况下，得到气体336mL，则，根据关系式 ，则，由氯原子守恒有：2×0.005xmol+2×0.005ymol+2×0.015mol=0.1L×lmol/L ，白玉的相对原子质量为810，列方程：40x+24y+28×8+16×22+17×2=810；联立方程，解得：x=2；y=5；即该物质的化学式为Ca2Mg5Si8O22(OH)2(或2CaO·5MgO·8SiO2·H2O )。
15． SiO2＋2OH-=SiO32-＋H2O Si＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2Si＋4HCl
（1）MgO与强碱不反应，二氧化硅与强碱反应，根据二者性质的差别分析；
（2）粗硅与Cl2反应为生成四氯化硅，四氯化硅被氢气还原生成纯硅；
(1) 因为SiO2能够和NaOH溶液反应生成可溶性的硅酸钠，MgO不能和NaOH溶液反应且难溶于水，所以可以加入NaOH溶液,然后过滤除去SiO2，反应的离子方程式为SiO2＋2OH-=SiO32-＋H2O；
故答案为：SiO2＋2OH-=SiO32-＋H2O；
(2)粗硅与Cl2反应为Si＋2Cl2SiCl4，SiCl4与氢气反应为SiCl4＋2H2Si＋4HCl；
故答案为：Si＋2Cl2SiCl4；SiCl4＋2H2Si＋4HCl。
16． 瓷坩埚中的SiO2与KOH反应 使MnO2充分反应，提高其转化率或者利用率 呈现紫色，而不是墨绿色 防止KMnO4受热分解 11.45 烧杯 84.6%
(1) ①瓷坩埚原料含有SiO2，是酸性氧化物，能和碱反应；
②分多次加入3gMnO2固体，可提高原料利用率；
(2) 根据“K2MnO4溶液显绿色”可知，如果该歧化反应结束，则反应后的溶液不会显示绿色；KMnO4在加热条件下分解生成K2MnO4；
(3) i.分析表中数据选择产品中KMnO4质量分数最高时对应溶液的pH；
ii.①溶液配制时固体溶解在烧杯中进行；
②滴定时消耗23.90mL0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液，则参加反应的H2C2O4的物质的量为0.0239L×0.1400mol/L=3.346×10-3mol，根据反应：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋10CO2＋8H2O可知参加反应的KMnO4的物质的量为3.346×10-3mol×=1.3348×10-3mol，据此计算样品纯度。
(1) ①瓷坩埚原料含有SiO2，在高温下，瓷坩埚可以和KOH发生反应SiO2+2KOHK2SiO3+H2O，腐蚀瓷坩埚，故不能使用瓷坩埚，而使用铁坩埚；
②为使MnO2充分反应，提高其转化率，加入MnO2时可分批加入，而不一次性加入；
(2) 由于K2MnO4溶液显绿色，所以用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全；晶体烘干时应控制温度不超过80℃，以防止KMnO4受热分解；
(3) i.由表中数据可知，歧化时选择溶液的pH为11.45时所得产品的质量最高，产品中KMnO4质量分数的最高，故控制溶液的最佳pH是11.45；
ii.①配制KMnO4溶液时，称取的KMnO4固体样品，应放入烧杯中溶解，然后冷至室温后全部转移到100mL容量瓶中，加蒸馏水至刻度线；
②滴定时消耗23.90mL0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液，则参加反应的H2C2O4的物质的量为0.0239L×0.1400mol/L=3.346×10-3mol，根据反应：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋10CO2＋8H2O可知参加反应的KMnO4的物质的量为3.346×10-3mol×=1.3348×10-3mol，则样品纯度=≈84.6%。
17．(1) Si SiO2 4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O
(2) 分液漏斗 2C+SiO2Si+2CO↑
(3)Zn+2H+=Zn2++H2↑
(4)氢氧化钠溶液(或其他合理答案)
(5)在装置A与装置B之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶(或碱石灰的干燥管)
【解析】（1）
计算机芯片和太阳能电池的主要成分是Si；光导纤维的主要成分是SiO2；二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅气体和水，用氢氟酸来雕刻玻璃的原理为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O。
（2）
根据装置图，盛装稀硫酸的仪器的名称为分液漏斗；步骤①是SiO2和C在高温条件下生成Si和CO，反应的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑。
（3）
装置A中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，发生反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑；
（4）
SiCl4在潮湿的空气中能与水发生反应生成氯化氢和硅酸，所以为防止空气污染，含有SiCl4的尾气可通入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中。
（5）
SiCl4在潮湿的空气中能与水发生反应生，用该装置制备的氢气中含有水蒸气，可能会导致实验失败，为保证制备纯硅实验的成功，在装置A与装置B之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶。
18． 溶液变浑浊 除去二氧化碳中混有的硝酸蒸气 N＞C＞Si 酸性：硝酸＞碳酸＞硅酸 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2
比较N、C、Si的非金属性强弱时，利用强酸制弱酸的原理，通过实验现象的产生确定三种含氧酸的酸性强弱，从而推出非金属性的强弱。
(1)①C中，通入的CO2与Na2SiO3溶液发生反应，生成硅酸沉淀和碳酸钠，反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4↓+Na2CO3，所以观察到的现象是溶液变浑浊。
②硝酸为挥发性酸，挥发出的硝酸蒸气也能与硅酸钠反应，从而干扰实验现象，所以在通入硅酸钠溶液前，应将硝酸蒸气除去，从而得出B装置的作用是除去二氧化碳中混有的硝酸蒸气。
③根据实验现象推知，HNO3与NaHCO3发生复分解反应，可证明硝酸的酸性比碳酸强，反应Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4↓+Na2CO3可证明碳酸的酸性比硅酸强，从而得出碳、氮、硅三种元素非金属性的强弱顺序是N＞C＞Si，得出以上结论的判断依据是酸性：硝酸＞碳酸＞硅酸。答案为：溶液变浑浊；除去二氧化碳中混有的硝酸蒸气；N＞C＞Si；酸性：硝酸＞碳酸＞硅酸；
(2)实验Ⅱ：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，再将Cl2通入KBr溶液中，发生反应2KBr+Cl2=2KCl+Br2，从而得出氯的非金属性强于溴。
①B装置中发生反应的离子方程式：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。答案为：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。
19．(1) CO 0.1NA 4.48
(2) 18 12×0.9893+13.003354826×0.0107=12.0007
(3) 升高 C11H24+17O211CO2+12H2O 8.5
（1）根据质量守恒定律，可知X化学式是CO；
4 g SiC的物质的量是n(SiC)=，1个SiC中含有1个C原子，则0.1 mol SiC中含有C原子的物质的量是0.1 mol，故其中含有的C原子数目是0.1NA；
根据化学方程式中物质反应转化关系可知：每反应产生1 mol SiC，就会反应产生2 mol CO气体，现在反应产生0.1 mol SiC，就会同时反应产生0.2 mol CO气体，其在标准状况下的体积V(CO)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L；
（2）①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CO2分子种类为：12C16O2、13C216O2、14C16O2、12C17O2、13C17O2、14C17O2、12C18O2、13C18O2、14C18O2、12C16O17O、12C16O18O、12C17O18O、13C16O17O、13C16O18O、13C17O18O、14C16O17O、14C16O18O、14C17O18O，共18种不同的CO2分子；
②元素的相对原子质量等于其所含有的各种同位素原子的相对原子质量与该同位素的丰度的乘积的和。若12C的丰度是0.9893，其相对原子质量是12，13C的丰度是0.0107，其相对原子质量是13.003354826，则碳元素近似相对原子质量的计算式为：12×0.9893+13.003354826×0.0107=12.0007；
（3）在此次探测任务中，我国火星车利用了正十一烷(C11H24)储存能量。其原理是：白天火星温度升高，正十一烷吸热融化，到了晚上温度下降，其在凝固的过程中释放能量。正十一烷在氧气中完全燃烧会生成两种氧化物分别是CO2、H2O，该燃烧反应的化学方程式为：C11H24+17O211CO2+12H2O；78 g正十一烷的物质的量是n(C11H24)=。根据物质燃烧方程式可知1 mol C11H24完全燃烧反应消耗17 mol O2，则0.5 mol C11H24完全燃烧反应消耗O2的物质的量n(O2)==8.5 mol。
20．(1)2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
(2)5.4g
(3)2：4：1
【解析】(1)
铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑；
(2)
合金与NaOH溶液反应时，只有铝会反应，生成的氢气为=0.3mol，根据方程式可知铝的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol×27g/mol=5.4g；
(3)
与盐酸反应时，Al、Mg都可以反应产生氢气，共产生=0.4mol氢气，Al与盐酸反应的离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑，铝的物质的量为0.2mol，所以由铝产生的氢气为0.3mol，则由镁产生的氢气为0.4mol-0.3mol=0.1mol，根据离子方程式Mg+2H+=Mg2++H2↑可知，Mg的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol×24g/mol=2.4g，则铜的质量为11g-2.4g-5.4g=3.2g，物质的量为=0.05mol，所以镁、铝、铜的物质的量之比为0.1mol：0.2mol：0.05mol=2：4：1。
21． 1:5 0.3mol ④
反应中，KIO3中碘元素化合价由+5价降为0价，KI中碘元素化合价从-1价升高到0价，据此判断氧化剂和还原剂，进一步进行计算；
（1）反应中，KIO3中碘元素化合价由+5价降为0价，得到电子，作氧化剂，KI中碘元素化合价从-1价升高到0价，失去电子，作还原剂， 氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5
（2）发生反应生成3molCl2电子转移5mol，那么0.5mol电子转移，生成的I2的物质的量为=0.3mol；
（3）要提取生成的碘常用萃取的方法，碘单质在萃取剂中溶解度大且不与萃取剂反应，综合后选择④CCl4。
22．(1)S2—＞O2—＞Al3+
(2)Cl2+H2S=2HCl+S↓
(3) 3SCl2+H2O=2 S↓+ H2SO4+6HCl
(4) 2：1
A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次增大的短周期主族元素，B、C、D均能与A形成10电子分子，则A为H元素、B为C元素、C为N元素、D为O元素；E单质可用于野外焊接钢轨的原料，则E为Al元素；F与D同主族，则F为S元素、G为Cl元素。
(1)
同主族元素，从上到下离子的离子半径依次增大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则氧离子、铝离子和硫离子的离子半径大小顺序为S2—＞O2—＞Al3+，故答案为：S2—＞O2—＞Al3+；
(2)
氯气能与氢硫酸发生置换反应生成硫沉淀和盐酸说明氯气的氧化性强于硫，证明氯元素的非金属性强于硫元素，反应的化学方程式为Cl2+H2S=2HCl+S↓，故答案为：Cl2+H2S=2HCl+S↓；
(3)
由题意可知，甲为共价化合物二氯化硫，电子式为，二氯化硫与水反应生成硫沉淀、硫酸和盐酸，反应的化学方程式为3SCl2+H2O=2 S↓+ H2SO4+6HCl，故答案为：3SCl2+H2O=2 S↓+ H2SO4+6HCl；
(4)
由题意可知，乙和丙分别为联氨和二氧化氮，联氨的结构式为，与二氧化氮反应生成氮气和水，反应的化学方程式为2N2H4+2NO2=3N2+4H2O，反应中联氨为还原剂、二氧化氮为氧化剂，氮气即是氧化产物又是还原产物，反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1，故答案为：；2:1