第1章《原子结构 元素周期律》测试题
一、单选题(共12题)
1.LDFCB是锂离子电池的一种电解质,该电解质阴离子由同周期元素W、X、Y、Z构成(如下图),Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,四种元素最外层电子数之和为20。下列说法正确的是
A.四种元素的单质中,Z的沸点最高
B.原子半径∶W>X>Y>Z
C.W、Z形成的分子中各原子均满足8电子稳定结构
D.Y分别与另外三种元素形成的二元化合物中,Y的价态相同
2.实验室利用 FeCl3、ZnCl2的混合液制取 FeCl2溶液和ZnCl2晶体的流程如下:
下列说法正确的是
A.还原过程中发生反应 Fe+Fe3+→Fe2+
B.为了加快过滤速度,可以用玻璃棒搅拌溶液
C.萃取振荡后分液时,要将分液漏斗颈上的玻璃塞打开,或使塞上的凹槽对准漏斗上的孔
D.蒸发浓缩操作所需玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯、蒸发皿
3.化学与生活,社会发展息息相关、下列有关说法不正确的是
A.“霾尘积聚难见路人”。雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应
B.“曾青(硫酸铜)涂铁,铁赤色如铜”过程中发生了置换反应
C.为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,常在包装袋中放入铁粉
D.中国陶瓷闻名世界,其主要成分是二氧化硅
4.钛(22Ti)金属常被称为未来钢铁。钛有46Ti、47Ti、48Ti、49Ti、50Ti等同位素,下列关于金属钛的叙述中不正确的是
A.以上五种钛原子中,中子数不可能为22 B.钛元素在周期表中处于第四周期
C.钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置 D.钛元素是属于d区的过渡元素
5.对于元素周期表,下列叙述中不正确的是
A.在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素
B.在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀材料的元素
C.在金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素
D.元素周期表中位置靠近的元素性质相近
6.化学与生活紧密相关,下列描述正确的是
A.“光化学烟雾”“臭氧空洞”“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化物有关
B.“玉免二号”月球车首次实现在月球背面着陆,其太阳能电池帆板的主要材料是二氧化硅
C.“雷雨发庄稼”涉及了生物固氮
D.水泥是以石灰石、石英砂、纯碱为原料烧制而成的
7.下列说法不正确的是
A.二氧化硅导电能力强,可用于制造光导纤维
B.石灰石在高温下可用于消除燃煤烟气中的
C.钠着火不能用泡沫灭火器灭火
D.利用催化剂可减少汽车尾气中有害气体的排放
8.1869年,俄国化学家门捷列夫制作了第一张元素周期表, 揭示了化学元素内在的联系,成为化学史上重要的里程碑之一、下列有关元素周期表的说法正确的是
A.元素周期表中含有元素最多的族是第ⅢB族
B.元素周期表有7副族,7主族
C.第ⅠA族的元素全部都是金属元素
D.同周期的第ⅡA族的元素与第ⅢA族的元素,原子序数一定相差1
9.下列说法正确的是
A.硅酸不溶于水,因此不与NaOH溶液反应
B.据SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应,可推知硅酸酸性比碳酸酸性强
C.硅太阳能电池、石英光导纤维和计算机芯片所用的材料都是Si
D.普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料经高温烧结而制成的
10.国际上确认,利用原子核间的撞击已制造出原子序数分别为113、115、117 和118 四种新元素,填补了目前元素周期表的空白,请根据元素周期表的结构推测,下列说法正确的是( )
A.核反应发电实现了化学能到电能的转化
B.115号元素一定是处于VA族的非金属元素
C.117号元素与F、Cl、Br、I均处于VIIA 族,可能是金属元素
D.四种新元素位于元素周期表中的不同周期
11.关于下列反应的叙述正确的是
A.由SiO2+2CSi+2CO↑可推知硅的非金属性比碳强
B.由CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑可推知H2SiO3的酸性比H2CO3强
C.由Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓可推知碳的非金属性比硅强
D.H2CO3比H2SiO3受热易分解可推知H2SiO3的酸性比H2CO3强
12.下列物质与其用途相符合的是
①Cl2﹣消毒剂
②Si﹣半导体材料
③SO2﹣杀菌消毒
④SiO2﹣光导纤维
⑤碘﹣预防甲状腺肿大
⑥淀粉﹣检验I2的存在
⑦Ca(ClO)2﹣漂白纺织物
⑧Al2O3﹣耐高温材料.
A.②③④⑤⑥⑧ B.①②③④⑤⑧ C.②③④⑤⑧ D.全部
二、非选择题(共10题)
13.I. 下列八种化学符号:H2、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg
(1)上述总共有___种核素
(2)互为同位素的是___
(3)质量数相等,但不能互称同位素的是_______和___
II. 在水溶液中,YO和S2 发生反应的离子方程式如下: YO+3S2 +6H+=Y-+3S↓+3H2O
(4)YO中Y元素的化合价为_______价。
(5)Y元素原子的最外层电子数是_______。
(6)比较S2 和Y-的还原性:_______。
14.铁矿石是重要的金属矿物资源,我省攀西地区有丰富的钒钛磁铁矿。
(1)在自然界中,钛(Ti)、钒(V)存在多种核素,其中 Ti与V相同的是______。
A.质子数 B.中子数 C.质量数 D.核外电子数
(2)通过下列方法可以测定磁铁矿中铁的含量:将磁铁矿溶于较浓的盐酸中,用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+。
①磁铁矿中Fe3O4溶于盐酸时发生反应的离子方程式为______________。
② 配平K2Cr2O7溶液滴定FeCl2溶液时发生反应的离子方程式:
Fe2++Cr2O+H+=Fe3++Cr3++H2O
_______________________________________________
③现有磁铁矿样品0.500 g,经上述各步反应后,共用去0.0200 mol/L的K2Cr2O7溶液24.5 mL。计算该样品中铁的质量分数____(计算结果保留1位小数)。
15.用如图所示实验装置可以完成中学化学实验中的一些实验。
(1)现有稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠粉末、硅酸钠溶液五种试剂。选择三种试剂利用如图装置证明酸性强弱:H2SO4>H2CO3>H2SiO3。
①仪器B的名称:____,A中试剂:____,B中试剂:____。
②由实验现象可得C和Si简单氢化物的稳定性大小:____。
③C中发生反应的化学方程式:____。
(2)利用如图装置实验,证明二氧化硫气体具有漂白性。已知:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O。在装置A中加入70%的硫酸溶液,B中加入Na2SO3粉末,则:
①C中应加入____溶液(填“品红”或“石蕊”)。打开分液漏斗活塞,一段时间后观察到C中现象是____,反应完全后,将C试管加热一段时间发生的现象是____。
②如果仅用如图装置进行此实验,缺点是____;可以怎样改进:____。
③将二氧化硫气体通入H2S溶液中,会看到产生淡黄色的沉淀,请写出所发生反应的离子方程式:____。
16.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:
实验Ⅰ:探究同主族元素C和Si非金属性递变规律。
已知A装置的烧瓶里装有大理石,分液漏斗里装有盐酸,B装置中装有饱和碳酸氢钠溶液,C装置中装有足量Na2SiO3溶液,试回答:
(1)中反应的离子方程式为_______,B装置的作用是_______;
(2)C中发生反应的化学方程式为_______可观察到的现象是_______;
(3)根据实验现象推知,碳酸、盐酸、硅酸的酸性强弱顺序为_______,能否由此得出碳、氯、硅三种元素非金属性的强弱_______填“能”或“否”并说明理由_______。
实验Ⅱ:探究同周期元素S和Cl的非金属性强弱。已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气,B装置中装有Na2S溶液,试回答:
(4)装置分液漏斗中所装试剂为_______,B中可观察到的现象是_______;
(5)C装置的作用是_______,写出C中发生反应的离子方程式_______。
(6)验结论:氧化性:_______,非金属性:_______。
17.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_______。
18.某元素的同位素,它的氯化物XCl21.11g溶于水配成溶液后,加入1mol/L的AgNO3溶液20mL恰好完全反应。若这种同位素原子核内有20个中子,求:
(1)Z值_________和A值_________。
(2)X元素在周期表中的位置_________。
19.某元素的一种同位素X原子的质量数为A,含N个中子,它与1H原子构成HmX分子,在a g HmX中所含原子的物质的量为___________,所含中子的物质的量为___________,所含质子数为___________,所含电子数为___________。
20.由于原子核外电子排布的周期性变化,使得元素的性质也呈现了周期性的变化,如,原子半径、主要化合价、元素的金属性和非金属性等。
(1)已知氢元素有三种核素:1H、2H、3H,氯有2种核素35Cl、37Cl。则氯气与氢气形成的氯化氢分子的相对分子质量有_______种。
(2)质量相同的和所含质子数之比为_______,中子数之比为_______。
21.考生注意:下题为分叉题,分A、B两题,考生可任选一题。若两题均做,一律按A题计分。A题适合使用二期课改新教材的考生解答,B题适合使用一期课改教材的考生解答。
(A)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:
元素编号 元素性质或原子结构
T M层上有2对成对电子
X 最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y 常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性
Z 元素最高正价是+7价
(1)元素T的原子最外层共有______种不同运动状态的电子。元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是___________
(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH4+,写出该微粒的电子式_______________(用元素符号表示)
(3)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是________(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是_______
a.常温下Z的单质和T的单质状态不同 b.Z的氢化物比T的氢化物稳定
c.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(4)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是__________________,理由是
__________________________________________。
(B)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:
元素编号 元素性质或原子结构
T 单质能与水剧烈反应,所得溶液呈弱酸性
X L层p电子数比s电子数多2个
Y 第三周期元素的简单离子中半径最小
Z L层有三个未成对电子
(1)写出元素X的离子结构示意图______________。
写出元素Z的气态氢化物的电子式______________(用元素符号表示)
(2)写出Y元素最高价氧化物水化物的电离方程式___________________________
(3)元素T与氯元素相比,非金属性较强的是___________(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是________
a.常温下氯气的颜色比T单质的颜色深
b.T的单质通入氯化钠水溶液不能置换出氯气
c.氯与T形成的化合物中氯元素呈正价态
(4)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之—。T、X、Y、Z四种元素的单质中化学性质明显不同于其他三种单质的是_______,理由__________________________。
22.短周期元素A、B、C在元素周期表中的位置如图所示,已知A、B、C三种元素的原子核外电子数之和等于B的质子数的2倍。据此回答下列问题:
(1)写出A在周期表中的位置_______
(2)B的原子结构示意图为_______
(3)E元素的质子数比B大1,将E的单质的水溶液滴加到FeCl2溶液中发生反应的离子方程式为_
参考答案:
1.B
Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,且Y能形成化合物,则X的核外电子总数最多为7,根据该阴离子中X的成键特点可知X应为ⅣA族元素,则X为C,Y的最外层电子数为6,四种元素同周期,均为第二周期元素,所以Y为O元素;Z只能形成1个共价键,位于ⅧA族,则Z为F;四种元素最外层电子数之和为20,W的最外层电子数为20-4-6-7=3,为B元素。
A.F、O的单质常温下为气态,沸点低,B、C的单质常温下为固态,沸点高,故A错误;
B.同一周期原子序数越大原子半径越小,则原子半径:W>X>Y>Z,故B正确;
C.BF3中,B原子最外层电子数为6,不满足8电子稳定结构,故C错误;
D.O元素与其他C、B元素形成二元化合物显负-2价,与F元素形成二元化合物OF2,显正价,O的价态不同,故D错误;
故答案为B。
2.C
FeCl3、ZnCl2的混合溶液加过量的铁粉、过滤得FeCl2、ZnCl2的混合溶液和金属Fe,TBP萃取得FeCl2溶液和ZnCl2的TBP溶液,用水反萃取、分液除去TBP得ZnCl2溶液,将ZnCl2溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得ZnCl2晶体。
A.还原过程中发生反应 Fe+2Fe3+=3Fe2+,A错误;
B.不能用玻璃棒搅拌溶液,以免戳破滤纸,B错误;
C.萃取振荡后分液时,要将分液漏斗颈上的玻璃塞打开,或使塞上的凹槽对准漏斗上的孔,使下层液体顺利流入烧杯,C正确;
D.蒸发皿不是玻璃仪器,D错误。
答案选C。
3.D
A、雾霾所形成的气溶胶为胶体,胶体具有丁达尔效应,故A正确;
B、Fe能与硫酸铜溶液生成硫酸亚铁和Cu,该反应属于置换反应,故B正确;
C、铁粉具有还原性,可以与氧化剂反应,在包装袋中放入硫酸亚铁等还原性物质,防止食物氧化变质,故C正确;
D、陶瓷主要成分为硅酸盐,不是二氧化硅,故D错误。
答案选D。
4.C
质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素,由于互为同位素的原子碱液相同的质子数,所以在周期表中处于同一位置,选项C不正确,其余都是正确的,答案选C。
5.C
A.在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素既有一定的金属性,又有一定的非金属性,可以制备半导体材料,A正确;
B.在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀材料的元素,如Fe可以做合成氨的催化剂,B正确;
C.制备新型农药材料的元素,应在非金属元素区寻找,如F、Cl、S、P、As等,C错误;
D.元素周期表中位置靠近的元素结构相似,所以性质相近,D正确;
故选C。
6.A
A.“光化学烟雾”“臭氧空洞”“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化物有关,A正确;
B.太阳能电池帆板的主要材料是硅,B错误;
C.“雷雨发庄稼”,氮由游离态变为化合态,发生了自然固氮,C错误;
D.水泥是以黏土和石灰石为原料烧制而成的,D错误;
故选A。
7.A
A.二氧化硅导光能力强,可用于制造光导纤维,故A错误;
B.向燃煤中加入适量石灰石,高温时将SO2转化为CaSO4,同时生成二氧化碳,故B正确;
C.钠与氧气反应生成过氧化钠,因过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,不能够用泡沫灭火器灭火,可以用沙土灭火,故C正确;
D.在排气管中安装高效催化剂,将NO转化为N2,减少了空气污染,故D正确;
故答案为A。
8.A
A.元素周期表中镧系的15种元素和锕系的15种元素共有30种元素放在ⅢB族的第六周期和第七周期,所以元素周期表中含元素最多的族是第ⅢB族,故A项正确;
B.元素周期表共有18列,包括7个主族,7个副族,Ⅷ族和0族共16个族,故B项错误;
C.第ⅠA族的元素除氢元素以外剩余的都是金属元素,故C项错误;
D.同周期的第ⅡA族与第ⅢA族的元素,原子序数在二、三周期相差1,四、五周期相差11,六、七周期相差25,故D项错误;
故答案选:A。
9.D
A.硅酸不溶于水,但是二氧化硅可以与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,故A错误;
B.反应高温下进行,生成的二氧化碳是气体,SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应,是高沸点的物质制取低沸点的物质,不能说明硅酸的酸性比碳酸强,故B错误;
C.石英光导纤维所用的材料是SiO2,故C错误;
D.普通玻璃是以纯碱、石灰石、石英为原料高温烧结而成,故D正确;
故选D。
10.C
核反应发电是核能转化成电能,113、115、117 和118 四种新元素均为第七周期元素,分别为ⅢA族、ⅤA族、ⅦA族与零族元素,结合同族元素递变规律解答。
A. 核反应发电是核能转化成电能,A项错误;
B. 第ⅤA族前六周期的元素由上自下依次为氮、磷、砷、锑、铋,则115号元素是位于第七周期第ⅤA族的金属元素,B项错误;
C. 第ⅦA族前六周期的元素由上自下依次为氟、氯、溴、碘、砹,117号元素是位于第七周期第ⅦA族的元素,可能为金属元素,C项正确;
D. 四种新元素都在第七周期,D项错误;
答案选C。
11.C
A.非金属元素的单质的氧化性越强,则非金属性越强,反应SiO2+2CSi+2CO↑之所以能发生,不是因为C的还原性比Si强,而是因为生成CO是气体,可以脱离反应体系,所以不能推知硅的非金属性强于碳的非金属性,选项A错误;
B.比较酸性强弱,应在溶液中进行,CaCO3和SiO2在高温下熔融反应,是因为在高温条件下CO2离开反应体系,使反应向生成CO2的方向进行,不能说明硅酸酸性强于碳酸,选项B错误;
C.由Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓可推知,碳酸酸性比硅酸强,又最高价氧化物对应水化物的酸性越强其非金属性也越强,所以碳的非金属性比硅强,选项C正确;
D.不能通过H2CO3与H2SiO3的热稳定性比较它们的酸性,选项D错误;
答案选C。
12.D
①Cl2能与水反应生成次氯酸,次氯酸可作消毒剂,用于杀菌消毒,故①正确;
②Si是半导体材料,二氧化硅是光导纤维的成份,所以Si是半导体材料,故②正确;
③SO2可用于工业上杀菌消毒,所以二氧化硫可以杀菌消毒,故③正确;
④Si是半导体材料,二氧化硅是光导纤维的成份,SiO2是光导纤维,故④正确;
⑤碘是预防甲状腺肿大的主要元素,故⑤正确;
⑥淀粉遇碘变蓝色,可用来检验碘单质,故⑥正确;
⑥Ca(ClO)2﹣与二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,可用于漂白纺织物,故⑥正确;
⑧Al2O3是高熔点是耐高温材料,故⑧正确;
故选D。
13.(1)6
(2)Li、Li
(3) C N
(4)+5
(5)7
(6)S2 >Y-
(1)上述总共有H、C、Li、Na、N、Mg等6种核素;故答案为:6。
(2)同位素是指质子数相同,中子数不同的原子,则互为同位素的是Li、Li;故答案为:Li、Li。
(3)质量数相等,但不能互称同位素的是 C和N;故答案为: C;N。
(4)根据电荷守恒得到n=1,则YO中Y元素的化合价为+5价;故答案为:+5。
(5)由于离子Y-,说明最低价为 1价,则Y元素原子的最外层电子数是7;故答案为:7。
(6)根据方程式中还原剂的还原性大于还原产物的还原性分析得到S2 和Y-的还原性:S2 >Y-;故答案为:S2 >Y-。
14.(1)C
(2) Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O 6Fe2++Cr2O+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O 32.9%
(1)Ti的质子数和电子数为22,中子数为28,质量数为50,V的质子数和电子数为23,中子数为27,质量数为50,故选C。
(2)① Fe3O4中含有+2价和+3价的铁,溶于盐酸时发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。故填:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
② 根据化合价升降法,2个Cr由+6价变成+3价,降低了6; Fe有+2价变成+3价,升高了1,最小公倍数为6,然后根据观察法即可配平,配平后的离子方程式为6Fe2++Cr2O+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
③ 设滴定Fe2+消耗K2Cr2O7的物质的量为x,
x=0.0200 mol·L-1×0.0245 L×6=0.0294 mol
磁铁矿样品中铁的质量分数为 ×100%=32.9%。
15. 圆底烧瓶 稀硫酸 碳酸钠粉末 CH4>SiH4 CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓+Na2CO3 品红 红色溶液褪色 红色恢复 会污染环境,造成酸雨 在C装置出气口的导管再接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯,将产生的二氧化硫通入到氢氧化钠溶液中 SO2+2H2S=3S↓+2H2O
(1)强酸可以制弱酸,所以稀硫酸与碳酸钠粉末反应生成二氧化碳可证明酸性::H2SO4> H2CO3 ;二氧化碳与硅酸钠溶液反应可生成硅酸沉淀说明酸性:H2CO3>H2SiO3;
(2)装置A中加入 70%的硫酸溶液,B中加入Na2SO3粉末,二者反应生成SO2,SO2可以使品红溶液褪色,所以装置C中盛放品红溶液可以检验SO2;二氧化硫会对空气造成污染,需要处理,其可与NaOH溶液反应,所以可用NaOH溶液吸收据此分析解答。
(1)①根据仪器B的结构特点可知其为圆底烧瓶;根据分析可知A中应盛放稀硫酸;B中应盛放碳酸钠粉末;
②由实验现象,二氧化碳与硅酸钠溶液反应可生成硅酸沉淀说明酸性:H2CO3>H2SiO3,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,可得非金属性:C>Si,非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,则简单氢化物的稳定性大小:CH4>SiH4;
③C中发生反应的化学方程式:C中为二氧化碳与硅酸钠的反应,方程式为:CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓+Na2CO3;
(2) ①品红溶液可以检验二氧化硫,所以C中应加入品红溶液,可观察到C中红色溶液褪色;完全反应后将C试管加热一段时间可观察到C中溶液颜色恢复;
②二氧化硫会造成酸雨,所以属于酸雨污染,需要吸收尾气处理,;可以用NaOH溶液吸收二氧化硫,在C装置出气口的导管再接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯,将产生的二氧化硫通入到氢氧化钠溶液中;
③将二氧化硫气体通入H2S溶液中,二氧化硫具有氧化性,H2S具有还原性,二者发生氧化还原反应生成硫单质和水,发生反应的离子方程式:SO2+2H2S=3S↓+2H2O。
16.(1) CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ 除去挥发的氯化氢气体
(2) Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ 白色胶状沉淀生成
(3) 碳酸>盐酸>硅酸 否 比较元素的非金属性应该比较元素的最高价氧化物对应水化物的酸性,盐酸不是Cl元素的最高价氧化物对应的水化物
(4) 浓盐酸 有淡黄色沉淀生成
(5) 尾气处理,防止Cl2污染大气 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(6) Cl2>S Cl>S
实验Ⅰ:在A中大理石与稀盐酸发生复分解反应产生CO2,由于盐酸具有挥发性,挥发的HCl在B中与NaHCO3反应变为CO2而被除去,在C中CO2与溶液中的Na2SiO3溶液发生反应产生H2SiO3沉淀,得到结论酸性:H2CO3>H2SiO3,从而证明元素的非金属性:C>Si。
实验Ⅱ:在A中酸性KMnO4溶液与浓盐酸发生氧化还原反应产生Cl2,在B中Cl2与Na2S溶液反应产生难溶于水的S单质,证明物质的氧化性:Cl2>S,从而得出元素的非金属性:Cl>S的结论,Cl2具有毒性,要使用NaOH溶液进行尾气处理,然后再排放。
(1)(1)在A中大理石与稀盐酸发生复分解反应产生CO2,该反应的离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;盐酸具有挥发性,B中NaHCO3溶液的作用是为了除去挥发的HCl气体。
(2)(2)根据强酸制取弱酸的原理,碳酸的酸性强于硅酸,C中为Na2SiO3溶液,二氧化碳通入反应生成硅酸沉淀,发生反应:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓,因此看到的实验现象是:有白色胶状沉淀生成。
(3)(3)A中反应是碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳,根据强酸制取弱酸的原理可知:盐酸的酸性强于碳酸;碳酸的酸性强于硅酸,所以三种酸的酸性强弱顺序是:盐酸>碳酸>硅酸,碳酸、硅酸分别为C、Si的最高价含氧酸,所以可证明碳的非金属性大于硅;但是盐酸不是Cl的最高价含氧酸,因此不能得到Cl的非金属性强于碳。
(4)(4)在A装置中,浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气,所以分液漏斗中所装试剂为浓盐酸;氯气通入装置B中,与溶液中硫化钠发生反应,S2-+Cl2=S↓+2Cl-;由于S是淡黄色不溶于水的物质,因此看到B装置的溶液中出现淡黄色沉淀。
(5)(5)装置中挥发出来的氯气有毒,会污染空气,氢氧化钠能吸收氯气,所以要用装置C的氢氧化钠溶液进行尾气吸收,该反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(6)(6)单质的氧化性越强,则相应元素的非金属性就越强。根据装置B的反应S2-+Cl2=S↓+2Cl-可得到物质的氧化性:Cl2>S,从而证明元素的非金属性:Cl>S。
17.(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。
18.(1) 20 40
(2)第四周期第ⅡA族
(1)由Cl-+Ag+═AgCl↓可知,n(Cl-)=n(Ag+)=0.02L×1mol/L=0.02mol,所以n(XCl2)=0.5n(Cl-)=0.5×0.02mol=0.01mol,则M(XCl2)=1.11g÷0.01mol=111g/mol,所以XCl2相对分子质量为111,因此X的相对原子质量=111-35.5×2=40,即X的质量数为40,质子数=质量数-中子数=40-20=20,即Z=20,A=40;
(2)X的原子序数为20,X为Ca,位于第四周期第ⅡA族。
19. (m+1) mol N mol (m+A-N)NA (m+A-N)NA
由题意,HmX的摩尔质量为(A+m)g/mol,n(HmX)=mol,则agHmX中所含原子的物质的量为(m+1) mol;所含中子的物质的量为mol×(N+0)=N mol;所含质子物质的量为mol×(A-N+m)=(m+A-N)mol,所含质子数为(m+A-N)NA;HmX为分子,则电子数=质子数=(m+A-N)NA。
20.(1)5
(2) 10:9 8:9
(1)由氢元素的三种核素和氯元素的两种核素形成的氯化氢分子有1H35Cl、2H35Cl、3H35Cl、1H37Cl、2H37Cl、3H37Cl,相对分子质量分别为36、37、38、38、39、40,所以相对分子质量有5种。
(2)1个H216O中质子数为10个,中子数为8个,1个D216O中质子数为10个,中子数为10个,设和的质量均为1g,则和所含质子数之比为=10:9,中子数之比为=8:9。
21. 6 146C []+ Cl b H2CO3 弱酸性或非氧化性酸 H++AlO2-+H2OAl(OH)3A13++3OH- F c Al 具有金属性
(A)此题主要考查了元素周期律以及原子核外电子排布知识。T元素M层上有两对成对电子,因此M层上还有2个未成对电子,T元素最外层共有6个电子,是S,最外层有6种不同运动状态的电子;X最外层电子数是次外层的两倍,因此X次外层为2个电子,最外层为4个电子,是碳元素,能用于测定文物年代的是具有放射性的;Y单质是双原子分子,且其氢化物水溶液显碱性,可知Y是N,形成的离子为NH4+其电子式为[]+;元素Z最高正价是+7价,因此Z是Cl,非金属性Cl>S。非金属性强弱可通过气态氢化物的稳定性及最高价氧化物水化物的酸性比较得出。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物分别为H2CO3、H2SO4、HNO3、HClO4,除了碳酸是弱酸,其余均为强酸。
【思路点拨】解此类题目,要求考生掌握原子的核外电子排布规律,并能熟练运用元素周期律,对于一些常见物质及其性质要熟悉。
(B)此题主要考查了核外电子排布规律以及元素周期律知识。T单质能与水剧烈反应且得到弱酸性溶液,可知T是F;X元素L层p电子数比s电子数多2个可知其L层有6个电子,是O;第三周期简单离子中半径最小的是铝离子,故Y是Al,其最高价氧化物的水化物是Al(OH)3;Z的L层有三个未成对电子,可知其L层有5个电子,是N。X的离子为O2-;Z的气态氢化物为NH3;Y最高价氧化物的水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物可发生酸式电离和碱式电离;F非金属性大于Cl,c项中氯呈正价可以说明,而b 项中之所以布能置换出氯气是因为F2与水反应,
【思路点拨】核外电子排布以及元素周期律是历年高考常考题,要求考生能依据核外电子排布规律,快速判断元素种类,并能依据元素周期律知识比较原子(离子)半径大小、金属性、非金属性强弱,掌握常见元素化合物性质。
22. 第二周期第VA族 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
原子序数=原子核外电子数,设B的质子数为x,则(x-9)+(x-7)+x=2x,解得x=16,则A为N,B为S,C为F,据此解答。
(1)A为N,位于周期表中第二周期第VA族,故答案为:第二周期第VA族;
(2)B为S,其原子结构示意图为,故答案为:;
(3) B为S,E元素的质子数比B大1,则E为Cl,其单质氯气有强氧化性,将FeCl2氧化为FeCl3,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。