第1章原子结构与元素性质同步练习题（含解析）高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

第1章《 原子结构与元素性质》同步练习题
一、单选题
1．下列叙述正确的是
A．关于碱金属单质，它们都是电和热的良导体,均为银白色
B．H2、D2、T2互为同位素
C．碱金属单质都可以保存在煤油中，碱金属单质在空气中加热均可生成多种氧化物
D．F2 、Cl2、Br2 、I2单质的颜色随核电荷数的增加而加深
2．已知X+、Y2+、Z-、W2-四种离子均具有相同的电子层结构。下列关于X、Y、Z、W四种元素的描述，正确的是
A．原子半径：X＞Y＞Z＞W B．原子序数：Y＞X＞Z＞W
C．原子最外层电子数：Y＞X＞Z＞W D．金属性：X＜Y，还原性：W2-＜Z-
3．中学化学很多“规律”都有使用范围，下列根据“规律”推出的结论合理的是
A．F、Cl、Br、I非金属性依次减弱；HF、HCl、HBr、HI的酸性也依次减弱
B．通入CO2可增强漂白粉溶液漂白性；通入SO2也可增强漂白粉溶液漂白性
C．Na在空气中燃烧会生成Na2O2；Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
D．Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解；Fe(OH)3受热也易分解
4．下列说法错误的是
A．原子核外电子填充能级的顺序为
B．某基态原子外围电子排布式为
C．每个原子轨道最多容纳两个自旋状态相同的电子，称为泡利不相容原理
D．构造原理中的电子排布能级顺序，实质是各能级能量由低到高的顺序
5．三种元素基态原子的电子排布式如下：① ② ③。下列有关比较中正确的是
A．第一电离能：③>①>② B．原子半径：①>②>③
C．电负性：③>①>② D．最高正化合价：③>①>②
6．H的电负性为2.1，当原子团的电负性小于2.1称为给电子基，大于2.1则为吸电子基，不同基团对物质酸性影响见下表，下列有关说法正确的是
Ka(25℃)
与羧基相连的基团
/ 参照原子 吸电子基 /
A．为吸电子基 B．电负性
C． D．水解常数(25℃)：
7．已知X、Y是主族元素，表中数据为逐级电离能(单位)。下列说法错误的是
元素
X 500 4600 6900 9500
Y 580 1800 2700 11600
A．元素Y是ⅢA族元素
B．X单质还原性比Y的强
C．元素X的常见化合价是价
D．若元素Y处于第3周期，其单质可与冷水剧烈反应
8．以下元素为短周期元素，其原子半径及主要化合价见下表。
元素 X Y Z W T
原子半径/nm 0.152 0.186 0.066 0.102 0.099
最外层电子数 1 1 6 6 7
下列有关说法正确的是
A．简单离子的半径：Y>Z>X
B．气态氢化物的热稳定性：W>Z
C．Y与Z形成的化合物可能具有强氧化性
D．常温下，W单质的分子间作用力小于T单质
9．下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是(　)
A．W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B．X元素的第一电离能小于Z元素的第一电离能
C．p能级未成对电子最多的是W元素
D．X元素是同周期中第一电离能最大的元素
10．下列事实一定能说明X、Y两种元素属于同一主族的是
A．原子半径：X＜Y B．均有+3价
C．最外层电子数均为5 D．最外层均有2个电子
11．下列各基态原子或离子的电子排布式正确的是
A．F-：1s22s22p5 B．Ca：[Ar]3d2
C．Fe：[Ar]3d54s2 D．Si：1s22s22p63s23p2
二、填空题
12．指出下列元素在周期表中的位置：
(1)基态原子的电子排布式为[Ar]4s1的元素：第___周期、__族。
(2)基态原子的电子排布式为[Ar]3d34s2的元素：第__周期、__族。
(3)基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1的元素：第__周期、__族。
(4)基态原子的电子排布式为[Ne]3s23p5的元素：第__周期、__族。
13．现有4种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素基态原子p轨道有两个未成对电子
D在周期表的第8纵列
(1)某同学根据上述信息，推断A基态原子的核外电子排布为，该同学所画的电子排布图违背了___________。
(2)D基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有___________个方向。
(3)B的电子排布式___________，C的外围电子轨道表示式___________，D3+的外围电子排布式___________
14．回答下列问题：
(1)在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是_______。
a.最易失去的电子能量最高
b.同一个电子层上的不同能级上的原子轨道，能量大小不同
c.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
d.在离核最近区域内运动的电子能量最低
(2)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
①1s，3d：_______；②3s，3p，3d：_______；③2p，3p，4p：_______；④：_______。
(3)基态铝原子核外电子云有_______种不同的伸展方向，共有_______种不同能级的电子，有_______种不同运动状态的电子。
15．我国空间站“天和”核心舱太阳翼电池采用自主研发的砷化镓器件，能量转化效率大大提高。已知：砷(As)与镓(Ga)同位于第四周期；Ga与Al同主族，As与P同主族。
(1)P在元素周期表中的位置是_______。
(2)P的非金属性弱于S的，用原子结构解释原因：P和S在同一周期，原子核外电子层数相同，_______，得电子能力P弱于S。
(3)下列关于Ga的推断正确的是_______(填字母)。
a.最外层电子数为5 b.原子半径：Ga>As c.元素的金属性：Ga>K
(4)、、的酸性由强到弱的关系是_______。
(5)三价砷有剧毒，五价砷毒性减弱。含的污水可被次氯酸钠碱性溶液转化为而降低毒性。该反应的离子方程式是_______。
16．回答下列问题：
(1)若元素X和Y的核电荷数都小于18，最外层电子数分别为n和(m-5)，次外层分别有(n+2)个和m个电子。据此推断元素X的名称为_______；Y的离子结构示意图为_______。
(2)不能比较或判断S、Cl的非金属性强弱的是_______(填字母)。
a.、的还原性
b.氯酸和硫酸的酸性
c.电子层数相同，S、Cl的原子半径
d.氯化氢和硫化氢溶液的酸性强弱
(3)原子序数为12、13、16、17的元素原子形成的简单离子，离子半径由大到小的顺序是(用离子符号表示)_______。
(4)已知X为第IA族元素(第一到第四周期)，其原子序数为a，Y与X位于同一周期，且为第VIIA族元素，则Y的原子序数b与a所有可能的关系式为_______。
(5)推测52号元素在元素周期表中的位置为_______。
(6)碳的同位素12C、13C、14C与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为二氧化碳，可得二氧化碳分子的种数为_______。
17．回答下列问题：
(1)已知短周期元素A、B，A元素原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；B元素原子的M层电子数为，L层电子数为，则A为___________(填元素符号，下同)，B为___________。
(2)已知X元素原子的L层比Y元素原子的L层少3个电子，Y元素原子的核外电子总数比X元素原子多5，则X、Y分别为___________、___________。
18．铝及其化合物用途广泛
(1)铝元素的离子结构示意图为______
(2)下列实验能说明Al的金属性(原子失电子能力)小于Na的是_______(填序号)。
a．分别将Na和Al同时放入冷水中
b．测定等物质的量的Na和Al与酸反应生成H2的体积
c．向Al(OH)3悬浊液中加入足量NaOH溶液
d．用pH计测量NaCl溶液与AlCl3溶液的pH
(3)工业上，用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝，每生产1吨Al，阳极大约会损失0．6吨的石墨，则石墨被氧化为_________(填化学式)。
(4)碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体和CO2该反应每转移1 mol电子，吸热a kJ,该反应的热化学方程式为____
(5)室温下，往0．2 mol·L-1 Al2( SO4)3溶液中逐滴加入1．0 mol·L-1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示
①a点溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示)_______
②c→d时，A1元素的主要存在形式是________(填化学式)
③根据图中数据计算,A1(OH)3的KSP ≈__________。
19．(一)硫及其化合物在生产、生中有广泛应用。
(1)硫原子最外层有_________种不同运动状态的电子，能量最高的电子其电子云形状是________。
(2)硫与同主族的短周期元素相比，形成气态氢化物稳定性的大小为_________，从化学键角度解释其原 因____________。
(3)棉织物用氯气漂白后，加入 Na2S2O3 除去余氯，反应中___________被氧化；若反应中生成 0.2 mol SO42-则转移电子________mol。
(4)同温同浓度的 Na2SO3、(NH4)2SO3、NaHSO3 三种溶液中c(SO32-)最大的是___________。
(5)经测定 NaHSO3 溶液中 c(H2SO3)＜c(SO32－)，则 NaHSO3溶液呈_____(填“酸或碱”)性，请结合相关方程式解释原因_______________。
20．元素周期表中第四周期的某些过渡元素(如Ti、Co等)在生产、生活中有着广泛的应用。Co2+能与水杨醛缩对氯苯胺形成具有发光性的配合物，水杨醛缩对氯苯胺制备反应方程式如下：
(1)基态Co2+核外电子排布式_______；C原子的轨道表示式为_______；C、N、O元素的电负性由大到小的顺序为_______。
(2)水杨醛所含的官能团为_______。
(3)1mol水杨醛最多与_______H2发生加成反应。
(4)一定条件下，水杨醛缩对氯苯胺与足量NaOH溶液反应的化学方程式_______。
参考答案：
1．D
【详解】A.碱金属单质中铯略带金色光泽，其它的都是银白色的，故A错误；
B.同位素是质子数相同，中子数不同的原子的互称，H2、D2、T2为氢分子，不是原子，不互为同位素，故B错误；
C.Li的密度小于煤油，不能保存在煤油中，应保存的石蜡中；Li在空气中加热，产物只有Li2O，故C错误；
D.在卤素单质中，F2是淡黄绿色气体、Cl2是黄绿色气体、Br2是深红棕色液体、I2是紫黑色固体，则单质的颜色随核电荷数的增加逐渐加深，故D正确；
故选D。
2．B
【分析】X+、Y2+、Z-、W2-四种离子均具有相同的电子层结构，则X、Y处于同一周期，为金属元素，X形成+1价离子，则X处于ⅠA族，Y形成+2价离子，Y处于ⅡA族；Z、W处于同一周期，为非金属元素，Z形成-1价离子，Z处于ⅦA，W形成-2价离子，W处于ⅥA族；且X、Y在周期表中Z、Y的下一周期，原子序数：Y＞X＞Z＞W。
【详解】A．同周期原子序数越大，原子半径越小，所以X＞Y，W＞Z，电子层越多，原子半径越大，所以原子半径X＞Y＞W＞Z，故A错误；
B．X、Y处于同一周期，X处于ⅠA族，Y处于ⅡA族；Z、W处于同一周期，W处于ⅥA族，Z处于ⅦA；且X、Y在周期表中Z、Y的下一周期，所以原子序数Y＞X＞Z＞W，故B正确；
C．由上述分析可知，X处于ⅠA族，Y处于ⅡA族，W处于ⅥA族，Z处于ⅦA，所以最外层电子数Z＞W＞Y＞X，故C错误；
D．同周期随原子序数增大，金属性减弱，非金属性增强，所以金属性：X＞Y，非金属性W＜Z，非金属性越强相应阴离子的还原性越弱，所以还原性：Z-＜W2-，故D错误；
答案选B。
3．D
【详解】A．F、Cl、Br、I非金属性依次减弱，H-X键键能逐渐减小，则HF、HCl、HBr、HI在溶液中电离程度逐渐增大，酸性依次增强，故A错误；
B．二氧化硫和漂白粉发生氧化还原反应，漂白粉失去漂白性，故B错误；
C．Li在空气中燃烧只生成Li2O，不能生成Li2O2，故C错误；
D．金属对应的弱碱不稳定，可分解生成氧化物和水，故D正确；
故选：D。
4．C
【详解】A．据构造原理可判断顺序为，A正确；
B．铁基态原子的外围电子排布式为，B正确；
C．每个原子轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子，称为泡利不相容原理，C错误；
D．构造原理中电子填入能级的顺序即各能级能量由低到高的顺序，D正确；
故选C。
5．C
【分析】由题干三种元素的电子排布式可知，①故为S，②故为P，③故为F，据此分析解题。
【详解】A．根据第一电离能的变化规律：同一周期从左往右呈增大趋势，IIAIIIAVAVIA反常，同一主族从上往下依次减弱可知，第一电离能：F＞P＞S即③>②>①， A错误；
B．原子半径变化规律为：同一周期从左往右依次减小，同一主族从上往下依次增大，则原子半径：P＞S＞F即②>①>③，B错误；
C．根据电负性的变化规律：同一周期从左往右依次增大，同一主族从上往下依次减小，则电负性：F＞S＞P即③>①>②，C正确；
D．主族元素最高正化合价等于其原子的最外层电子数(O、F无正价，除外)，故最高正化合价：①>②，D错误；
故答案为：C。
6．C
【分析】对比表中不同基团对物质酸性影响数据不难发现，若与羧基相连的基团为吸电子基，则电离常数较大，酸性较强，若与羧基相连的基团为给电子基，则电离常数较小，酸性较弱，据此分析解答。
【详解】A．由表中的电离常数小于可知，应为给电子基，故A错误；
B．非金属性越强，吸引电子能力越强，电负性越大，则电负性，故B错误；
C．和都为吸电子基，由于电负性，则吸电子能力更强，酸性>，所以，故C正确；
D．弱酸根离子水解时，酸越弱，酸根离子越易水解，酸性>，则水解常数(25℃)：，故D错误；
答案选C。
7．D
【分析】X的第二电离能与第一电离能相差较大，则说明X原子核外最外层有1个电子，则X属于ⅠA族元素；Y Y的第三电离能和第四电离能相差较大，说明Y原子核外最外层有3个电子，则Y是ⅢA族元素，据此分析解答。
【详解】A．Y的第三电离能和第四电离能相差较大，说明Y原子核外最外层有3个电子，则Y是ⅢA族元素，故A正确；
B．根据上述分析可知，X第一电离能较小，失电子能力更强，即X的还原性大于Y的，故B正确；
C．X、Y都是主族元素，I是电离能，X的第一电离能和第二电离能相差较大，说明X原子核外最外层只有一个电子，X为ⅠA族元素，则其常见化合价为+1，故C正确；
D．如果Y是第3周期元素，最外层有3个电子，则Y为，单质和冷水不反应，故D错误；
答案选D。
8．C
【分析】Z和W最外层电子均为6，且Z原子半径小，所以Z为O；W为S；T元素最外层电子书为7，其原子半径介于Z和W之间，所以T为F；X和Y最外层电子均为1，均为短周期第IA族，X、Y元素半径大于T，所以不能为氢元素，则X为Li，Y为Na；据此分析解题。
【详解】A．据分析可知，Y为Na；Z为O；X为Li，电子层数越多半径越大；电子层结构相同的离子，随着核电荷数的增大，离子半径减小。所以简单离子的半径：Z>Y>X；故A错误；
B．W为S；Z为O；电负性大小为Z>W，所以气态氢化物的热稳定性：Z>W；故B错误；
C．Y为K；Z为O；K和O形成的过氧化钾即可以做氧化剂又可以做还原剂；故C正确；
D．W为S；T为F；S单质为分子晶体；F单质为分子晶体；分子晶体之间作用力与分子量大小有关，S是以S8存在，F以F2存在，所以W单质的分子间作用力大于T单质；故D错误；
故答案选C。
9．C
【分析】根据五种元素所处位置，X、W、Y、R、Z五种元素分别为F、P、S、Ar、Br。
【详解】A．同周期ⅤA族元素原子价电子排布式为ns2np3，为半充满结构，故P元素的第一电离能比S元素的第一电离能要略大，A错误；
B．同主族自上而下第一电离能减小，F、Br在同一主族，F元素的第一电离能比Br元素的第一电离能要大，B错误；
C．p能级上最多有3个未成对电子，而P元素的3p能级上有3个未成对的电子，C正确；
D．同周期中碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大，即R的第一电离能最大，D错误；
综上所述答案为C。
10．C
【解析】X、Y两种元素为同一主族，则最外层电子数相等，且价层电子数相等，以此解答该题。
【详解】A．原子半径大小不能说明是否为同一主族，故A错误；
B．N、Al均有+3价，但不是同主族元素，故B错误；
C．最外层电子数均为5，说明都是ⅤA族元素，故C正确；
D．Mg、He最外层均有2个电子，不是同主族元素，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】A．氟原子的质子数为9，得到1个电子变为离子，则的电子排布式为，A错误；
B．钙原子核外电子排布式为或，B错误；
C．铁原子核外电子排布式为，4s能级最多有2个电子，C错误；
D．硅原子的质子数为14，则硅原子的电子排布式为，D正确；
故选D。
12． 4 ⅠA 4 ⅤB 4 ⅠB 3 ⅦA
【详解】(1)K原子核外电子排布式为，基态原子的电子排布式为[Ar]4s1的元素为钾，位于第4周期、ⅠA族；
(2)V原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，基态原子的电子排布式为[Ar]3d34s2的元素为钒，位于第4周期ⅤB族；
(3)的核外电子数是29，则其核外电子排布式是，所以基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1的元素为铜，位于第4周期、ⅠB族；
(4)Cl原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，基态原子的电子排布式为[Ne]3s23p5的元素为氯，位于第3周期、ⅦA族。
13．(1)洪特规则
(2)5
(3)
【分析】A、B、C、为短周期主族元素，D为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具，则A为C元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，则B为N元素；C元素基态原子p轨道有两个未成对电子，则C为O元素；D在周期表的第8纵列，则F为Fe元素。
【详解】（1）碳元素的原子序数为6，基态碳原子的电子排布图为 ，由图可知，该同学所画的电子排布图的2p轨道违背了洪特规则，故答案为：洪特规则；
（2）基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2，基态原子中能量最高的电子是3d轨道上的电子，3d电子云在空间有5个伸展方向，故答案为：5；
（3）B为N元素，电子排布式为；C为O元素，电子排布式为，外围电子轨道表示式为 ；铁元素的原子序数为26，铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，铁原子失去3个电子形成铁离子，外围电子排布式为3d5。
14． c 4 5 13
【详解】(1) a．能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去，a项正确；
b．多电子原子在第n层中不同能级的能量大小顺序为，b项正确；
c．同一电子层中的p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量比内层p轨道电子能量高，c项错误；
d．离核越近，电子能量越低，d正确；
故选c；
(2)在多电子原子中，原子轨道能量的高低存在如下规律：①形状相同的原子轨道能量的高低顺序为；②相同电子层上原子轨道能量的高低顺序为；③电子层和能级均相同的原子轨道的能量相等，如，
原子轨道的能量高低顺序依次为：①；②；③；④；
(3)s轨道只有1个伸展方向，p轨道有3个伸展方向。又因为结构示意图为 ，涉及3个s轨道、2个p轨道，因此其核外电子云(轨道)的伸展方向有4个；共有5种不同能级的电子；核外13个电子的运动状态各不相同，因此核外有13种不同运动状态的电子，故答案为：4；5；13。
15．(1)第三周期VA族
(2)核电荷数P小于S，原子半径P大于S，因此P对最外层电子的吸引能力比S弱
(3)b
(4)HNO3＞H3PO4＞H3AsO4
(5)As2O3+2ClO-+6OH-=2AsO+2Cl-+3H2O
【详解】（1）P原子序数为15，在元素周期表中的位置是第三周期VA族；
（2）P的非金属性弱于S的，用原子结构解释原因：P和S在同一周期，原子核外电子层数相同，核电荷数P小于S，原子半径P大于S，因此P对最外层电子的吸引能力比S弱，得电子能力P弱于S；
（3）a．Ga与Al同族，位于第ⅢA族，原子的最外层电子数为3，a错误；
b．As与Ga均位于第4周期，As位于ⅤA，Ga位于第ⅢA，故原子半径：Ga＞As，b正确；
c．K与Ga均位于第4周期，该周期中K金属性最强，c错误；
故选b；
（4）N、P、As三种非金属元素位于同主族，最外层电子数相同，随着原子序数逐渐增大，原子半径也逐渐增大，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱，所以HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性由强到弱的关系是：HNO3＞H3PO4＞H3AsO4；
（5）As2O3被次氯酸钠碱性溶液转化为AsO，同时结合化合价升降可知，次氯酸钠转化为Cl-，结合电荷守恒书写离子方程式为：As2O3+2ClO-+6OH-=2AsO+2Cl-+3H2O。
16．(1) 硫
(2)bd
(3)
(4)或
(5)第5周期第VIA族
(6)18
【解析】(1)
元素X和Y的核电荷数均小于18，最外层电子数分别为n和(m-5)，次外层有(n+2)个和m个电子，次外层可能为2或8，当次外层为2时m=2，Y最外层为-3不符，所以次外层为8，则m=8，n=6，则最外层X为6，Y为3，所以X为S，Y为Al。故答案为：硫；。
(2)
a.的还原性强于的还原性，即S的氧化性弱于Cl2，可以证明硫的非金属性弱于氯；b.氯酸不是氯的最高价的氧化物的水合物，不能证明非金属性强弱；c.同周期元素，核电荷数越大半径越小非金属性越强，故电子层数相同，S、Cl的原子半径的大小可以证明非金属性的强弱；d.氯化氢和硫化氢溶液的酸性强弱不能证明非金属性强弱；故选bd。
(3)
电子层数越多，半径越大，相同电子层的微粒，核电荷数越大，半径越小，所以半径大小顺序为。
(4)
若X位于第二、三周期，则b=a+6，若X位于第四周期，则b=a+16。
(5)
52号元素是Te，Te位于元素周期表第五周期VIA族。
(6)
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构成氧化碳，即存在3种二氧化碳；同理17O、18O各3种，共3+3+3=9种；②若分子中的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。
17．(1) O Si
(2) N Mg
【解析】（1）
短周期元素的原子最多有三个电子层(K、L、M)，则A元素原子的次外层只可能为K层或L层，b只可能是2或8，又因为B元素原子的L层电子数为，而L层最多容纳8个电子，所以b只可能等于2，由，得。故A元素原子的核外电子排布情况为K层2个电子，L层6个电子，则A为O；B元素原子的核外电子排布情况为K层2个电子，L层8个电子，M层4个电子，则B为Si。
（2）
根据题意，Y元素原子的核外电子总数比X元素原子多5，而Y元素原子的L层电子只比X元素原子的L层电子多3个，故Y元素原子的最外层不是L层，而是M层。根据核外电子排布规律可知，L层为次外层时只能排8个电子，则X元素原子的L层为5个电子，其原子核外电子数为，故X为N；Y元素原子核外电子数为，故Y为Mg。
18．(1)
(2)a、c、d
(3)CO、CO2
(4)2Al2O3(s)+6C(s)=Al4C3(s)+3CO2 (g) △H=+12 akJ·mol-1
(5) Al3＋+3H2OAl(OH)3 +3H＋ Al(OH)3 4×10-28
【详解】（1）铝是13号元素，最外层有3个电子，在化学反应中失去3个电子形成铝离子，铝离子的原子结构示意图是；
（2）元素金属性强弱判断依据为看金属与酸或水反应的剧烈程度，反应速率越快，越剧烈，金属性越强，
a．分别将Na和Al同时放入冷水中，钠与水剧烈反应，铝几乎不反应，说明钠的金属性强于铝，a正确；
b．测定等物质的量的Na和A1与酸反应生成H2的体积，与钠、铝失电子数有关，与金属性强弱无关，b错误；
c．Al(OH)3能溶于NaOH，说明Al(OH)3是弱碱，NaOH是强碱，所以钠的金属性强于铝，c正确；
d．用pH计测量NaCl溶液与AlC13溶液的pH，NaCl溶液的PH=7，是强酸强碱盐，AlCl3溶液的PH<7属于强酸弱碱盐，说明Na的金属性强于铝，d正确；
故选a、c、d；
（3）根据化学反应2Al2O34Al+3O2，每生产1吨Al，阳极产生吨氧气，若只生成CO，2C + O2 = 2CO大约会损失石墨=（24×）÷32=吨，若只生成CO2 ,C + O2 = CO2,大约会损失石墨=(12×)÷32=吨，实际上损失0．6吨的石墨，所以石墨被氧化为CO和CO2；
（4）碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体和CO2，化学方程式为2Al2O3+6C=Al4C3+3CO2，转移电子12e－，已知该反应每转移1 mol电子，吸热a kJ，该反应的热化学方程式为2Al2O3(s)+6C(s)=Al4C3(s)+3CO2 (g) △H=+12akJ·mol-1；
（5）①a点是硫酸铝溶液，属于强酸弱碱盐，铝离子水解导致溶液呈酸性，用离子方程式表示为Al3＋+3H2OAl(OH)3 +3H＋，
②在c→d段pH逐渐增大，说明沉淀逐渐溶解，到达d点，Al(OH)3沉淀已完全溶解，所以c→d时，A1元素的主要存在形式是Al(OH)3。
③向硫酸铝溶液中加入NaOH，当PH=5时开始出现Al(OH)3沉淀，说明此时建立了沉淀溶液平衡，OH－的浓度为10-9mol/L假如，铝离子浓度不变，为0．4mol/L，则A1(OH)3的KSP ≈0．4×[10（-9）]3=4×10-28。
19． 16 纺锤形 H2O＞H2S H2O 和 H2S 都是共价化合物，H－O 键比 H－S 键键长短，键能大，所以 H2O 的稳定性大于 H2S Na2S2O3 0.8 Na2SO3 酸 HSO3- H+ SO32-，HSO3-+ H2O H2SO3+OH-，由于c(H2SO3)＜c(SO32－)，电离大于水解，溶液显酸性
【分析】（1）硫原子16个电子，能量最高的是p能级；
（2）同主族从上到下非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，从上到下原子半径逐渐增大，键长逐渐增大，稳定性减弱；
（3）氯气具有氧化性，硫代硫酸钠被氧化；
（4）根据电离和水解程度进行分析；
（5）有c(H2SO3)＜c(SO32－)，说明亚硫酸氢根离子的电离大于水解；
【详解】（1）硫原子16个电子，每个电子的运动状态均不相同，故有16种运动状态，能量最高的是p能级，形状是纺锤形，
故答案为：16；纺锤形；
（2）同主族从上到下非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性H2O＞H2S，从上到下原子半径逐渐增大，水和硫化氢是共价化合物，键长逐渐增大，键能变小，稳定性变弱，
故答案为：H2O＞H2S；H2O 和 H2S 都是共价化合物 ，H－O 键比 H－S 键键长短，键能大，所以 H2O 的稳定性大于 H2S；
（3）加入 Na2S2O3 除去余氯，氯气是氧化剂，Na2S2O3是还原剂，Na2S2O3被氧化，生成 0.2 mol SO42-，转移电子为0.2mol×4=0.8mol，
故答案为：Na2S2O3；0.8；
（4）同温同浓度的 Na2SO3、(NH4)2SO3、NaHSO3 三种溶液，Na2SO3完全电离，SO32-发生单水解，(NH4)2SO3完全电离后发生双水解，NaHSO3完全电离出亚硫酸氢根离子，亚硫酸氢根离子再电离，但电离程度比较弱，故c(SO32-)最大的是Na2SO3，
故答案为：Na2SO3；
（5）NaHSO3 =Na++ HSO3-，HSO3-存在电离平衡使溶液显酸性，HSO3-水解使溶液显碱性，由于c(H2SO3)＜c(SO32－)，所以电离大于水解，溶液显酸性，
故答案为：酸性；HSO3- H+ SO32-，HSO3-+ H2O H2SO3+OH-，由于c(H2SO3)＜c(SO32－)，电离大于水解，溶液显酸性。
20．(1) [Ar]3d7 O＞N＞C
(2)醛基、羟基
(3)4mol
(4)+ 3NaOH + NaCl+ 2H2O
【解析】（1）
Co的原子序数是27，则基态Co2+核外电子排布式为[Ar]3d7；C原子的原子序数是6，其轨道表示式为；非金属性越强，电负性越大，则C、N、O元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C。
（2）
根据结构简式可判断水杨醛所含的官能团为醛基、羟基。
（3）
水杨醛中醛基和碳碳双键均能与氢气发生加成反应，则1mol水杨醛最多与4molH2发生加成反应。
（4）
水杨醛缩对氯苯胺中酚羟基、氯原子以及水解后又产生的酚羟基均能与氢氧化钠反应，则一定条件下，水杨醛缩对氯苯胺与足量NaOH溶液反应的化学方程式为+ 3NaOH+ NaCl+ 2H2O。