专题2原子结构与元素性质测试卷（含解析）高二下学期化学苏教版（2020）选择性必修2

专题2《原子结构与元素性质》测试卷
一、单选题
1．关于元素周期表的说法正确的是
A．每一族元素的族序数都等于其最外层电子数
B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2
C．第IA族的元素全部是金属元素
D．短周期是指第一、二、三周期
2．下列实验不能达到预期实验目的的是
选项 实验 实验目的
A 室温下，用pH计测定浓度均为0.1mol/L的溶液和溶液的pH 比较和的酸性强弱
B 向盛有溶液的试管中滴加2滴0.1mol/L的溶液，产生白色沉淀后，再滴加2滴0.1mol/L的溶液，又产生红褐色沉淀 验证该温度下
C 用铁片、铜片、稀硫酸等组成原电池 比较铁、铜的金属性强弱
D 室温下，分别向2支试管中加入相同体积、相同浓度的溶液，再分别加入相同体积、不同浓度的稀硫酸 研究浓度对反应速率的影响
A．A B．B C．C D．D
3．CO2的应用领域广泛，是一种廉价易得的基本化工原料，我国提出力争在 2060 年前实现碳中和。碳中和：通过节能减排，植树造林，化工合成等治理 CO2的手段，使 CO2排放量减少甚至是回收利用，以此达到 CO2“零排放”的目的。在二氧化碳合成甲醇的研究中，催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂，有学者提出了 CO2的转化过程如图所示。下列说法正确的是
A．基态铜电子排布：[Ar]3d94s2
B．甲酸乙酯是该过程的催化剂
C．步骤④中有化学键的断裂和形成
D．反应过程中，催化剂参与反应，降低了反应的焓变
4．下列说法正确的是（ ）
A．任何一个电子层最多只有s、p、d、f四个能级
B．用n表示电子层数，则每一电子层最多可容纳的电子数为2n2
C．核外电子运动的概率密度分布图就是原子轨道
D．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
5．三甲基镓[]是应用最广泛的一种金属有机化合物，可通过如下反应制备：。下列说法错误的是
A．Al原子的核外电子有7种空间运动状态 B．原子的中子数为14
C．的核外三个电子能层均充满电子 D．Ga位于周期表中第四周期ⅢA族
6．下列图示或化学用语表达不正确的是
A．过氧化氢的空间填充模型：
B．中子数为20的氯原子：
C．基态原子的价层电子轨道表示式：
D．次氯酸的结构式：H—O—Cl
7．下列说法正确的是
A．氢光谱所有元素光谱中最简单的光谱之一
B．“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点
C．玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱
D．原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着
8．下列关于元素周期表和元素周期律说法正确的是
A．主族元素最后一个电子都填在p能级上，价电子排布通式为
B．的价电子排布为，由此可判断位于第五周期ⅠB族，处于d区
C．过渡元素只包含副族元素的金属元素
D．元素性质随核电荷数递增发生周期性的递变是因为元素的原子核外电子的排布发生周期性的变化
9．今年是门捷列夫发现元素周期律152周年。图中是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8，下列说法错误的是
W
X Y Z
A．原子半径： B．常温常压下，Z的单质为固态
C．X的氧化物的熔点低于其单质的熔点 D．X的单质既能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应
10．W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大，X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3︰2，X与Z同主族，Z的价电子排布式为。下列说法错误的是
A．气态氢化物的热稳定性： B．第一电离能：
C．原子半径： D．电负性：
11．下列表示不正确的是
A．Cl-的结构示意图： B．氯化铵的电子式为：
C．CH4的空间填充模型： D．Se的价电子排布式为3d104s24p4
12．下列表示正确的是
A．中子数为176的某核素： B．基态锌原子的价层电子排布式：
C．的结构示意图： D．基态氮原子的轨道表示式：
13．四种元素的基态原子的电子排布式如下：下列说法中正确的是
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。
A．原子半径：④>③>②>① B．最高正化合价：④>①>③=②
C．电负性：④>③>②>① D．第一电离能：④>③>②>①
14．现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是
A．第一电离能：③＞②＞①
B．原子半径：③＞②＞①
C．电负性：③＞②＞①
D．最高正化合价：③=②＞①
15．的衰变反应为，其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5730年。下列说法正确的是
A．与互为同位素
B．与的中子数相同
C．和的价层轨道电子数相差2
D．某考古样品中的量应为其11460年前的
16．下列说法正确的是
A．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族
C．同周期中金属性最强的元素是ⅠA族金属元素
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
二、填空题
17．(1)基态Fe原子有___________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为___________。
(2)3d轨道半充满和全充满的元素分别为___________和___________。
(3)某元素最高化合价为＋5，原子最外层电子数为2，半径是同族中最小的，其核外电子排布式为___________ ，价电子构型为___________ 。
18．表格为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列)，根据要求回答下列各小题：
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge
(1)在以上元素的基态原子的电子排布中4s轨道只有1个电子的元素有____(填元素名称)。
(2)写出Cr3+的电子排布式____。
(3)Fe3+的化学性质比Fe2+稳定，其原因是____。
(4)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有____种。
19．(1)Fe成为阳离子时首先失去___轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+价层电子排布式为___。
(2)Cu2+基态核外电子排布式为___。
(3)Mn位于元素周期表中第四周期___族，基态Mn原子核外未成对电子有___个。
(4)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为___、__(填标号)。
A．
B．
C．
D．
三、实验题
20．实验室模拟水合肼(N2H4·H2O)化学还原硫酸四氨合铜{[Cu(NH3)4]SO4}制备纳米铜粉的主要步骤如下：
(1)水合肼的实验室制备
N2H4H2O有淡氨味，有弱碱性和强还原性，能与铜离子形成络合物。可由NaClO碱性溶液与尿素[CONH2)2]水溶液在一定条件 下反应制得，装置如题图所示。
①恒压漏斗中的装的溶液是_______。
②三颈烧瓶中反应的离子方程式为_______。
(2)纳米铜粉的制备
一定温度和pH条件下，将水合肼溶液与硫酸四氨合铜溶液按照适当比例混合发生氧化还原反应，制备纳米铜粉。
①[Cu(NH3)4]2+中铜离子基态核外电子排布式为_______。
②固定水温70°C，反应时间1h，铜产率、水合肼的还原能力随pH值的变化如图所示，由图可知，随着溶液的pH增大，铜产率先增加后减小，结合信息分析其原因_______。
(3)胆矾是制备硫酸四氨合铜的重要原材料，请补充以废铜屑[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、 CuCO3、 Cu(OH)2]为原料制备胆矾的实验方案： _______，低温干燥，得到CuSO4·5H2O。[实验须使用的试剂： CaCl2溶液、饱和Na2CO3溶液、稀硫酸、H2O2]
21．同学们在实验室中用下列装置验证元素周期表中部分元素性质的递变规律。(部分夹持仪器已省略)
(1)仪器a的名称是___________。
(2)欲验证氮元素的非金属性强于碳元素，应选择的装置是___________(填字母)和C，发生装置中的药品是___________，饱和溶液的作用是___________，另一支试管中的试剂是___________。
(3)元素Cl、Br、I的非金属性由强到弱的顺序是___________，验证该结论时，装置B中反应的化学方程式是___________。装有KBr溶液的试管中的现象是___________，有关反应的化学方程式是___________。该实验能否得出以上元素非金属性的强弱顺序？如果能，请说明理由；如果不能，请设计补充实验___________。
22．苯甲酸是一种重要原料。实验室可以用高锰酸钾在中性条件下氧化甲苯(副产品为MnO2)制得，有关数据如下：
熔点/℃ 沸点/℃ 水中溶解度/g(25℃) 相对分子质量 密度/(g·cm-3)
甲苯 -94.9 110.6 难溶 92 0.85
苯甲酸 122.13 249 0.344 122 1.27
合成步骤：
①在装有电动搅拌，温度计和球形冷凝管的三颈烧瓶中加入2.7mL甲苯和100mL蒸馏水，分批加入8.5g高锰酸钾固体，回流4小时。
②反应结束后，趁热过滤，热水洗涤后，冰水冷却，盐酸酸化，抽滤，洗涤，沸水浴干燥得苯甲酸粗品。
回答下列问题；
(1)基态Mn原子的电子排布式：_______。
(2)请写出甲苯被高锰酸钾氧化的化学反应方程式：_______。
(3)球形冷凝管的作用是_______，步骤①中反应完全的现象是_______。
(4)实验过程中，发现滤液呈紫色，盐酸酸化时产生了黄绿色气体，酸化操作前加入最理想的_______溶液消除过量的高锰酸钾。
A．NaHSO3 B．H2O2 C．Na D．FeCl3
(5)重结晶时，苯甲酸粗品完全溶解后，须补加少量蒸馏水，目的是_______。
(6)副产品MnO2是碱式锌锰电池的正极材料，放电时产生MnO(OH)，正极的反应式为_______。
四、元素或物质推断题
23．现有A、B、C、D、E、F、G、H8种元素，均为前四周期元素，它们的原于序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B元素是形成化合物种类最多的元素
C元素基态原子的核外p能级电子数比s能级电子数少1个
D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子
E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是，，，
F元素的主族序数与周期数的差为4
G元素是前四周期中电负性最小的元素
H元素位于元素周期表中的第11列
(1)的电子式为_______。(A、C为字母代号，请将字母代号用元素符号表示，下同)
(2)B元素的原子核外共有_______种不同运动状态的电子，基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈_______形。
(3)某同学推断E元素基态原子的核外电子轨道表示式为。该同学所画的电子轨道表示式违背了_______。
(4)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序是_______。
(5)H位于元素周期表中_______区(按电子排布分区)，其基态原子的价层电子排布式为_______。
(6)写出电解H的硫酸盐溶液的化学方程式_______。
24．A、B、C、D、E 代表前 4 周期的五种元素，原子序数依次增大。请填空：
(1)A 元素基态原子的最外层有 3 个未成对电子，次外层有 2 个电子，其电子轨道表示式为_______。其原子核外共有_______种不同运动状态的电子；其基态原子中最高能量能级轮廓图形状_______，其最高能量能级的电子云在空间有_______种伸展方向。
(2)B 元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，B 离子的结构示意图为_______。
(3)C 元素的正三价离子的 3d 能级为半充满，C 的元素符号为_______，该元素在周期表中的位置为_______。
(4)D 元素基态原子的M 层全充满，N 层没有成对电子，只有一个未成对电子，D 的元素基态原子的电子排布式为_______，在元素周期表中的位置为_______。
(5)E 元素基态原子中没有未成对电子，E 的价层电子排布式是_______。
25．短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大， A、B同主族， A的原子核外电子数等于其电子层数， C为元素周期表中原子半径最小的金属元素， D的原子最外层电子数是其电子层数的3倍。填写下列空白：
①微粒半径比较： A-_______(填“>”或“<”)B+。
②A与D能组成化合物A2D和A2D2，A2D的沸点比D的同主族其他元素与A组成的化合物的沸点高，原因是_______。
③已知：I.3Mg+N2Mg3N2；
II.在元素周期表中，有些元素的化学性质与其相邻左上方或右下方的另一主族元素的化学性质相似。
①C构成的单质_______(填“能”或“不能”)与强碱溶液反应。
②B构成的单质在空气中充分燃烧的产物可能是_______。
参考答案：
1．D
【详解】A．元素周期表中，主族元素的族序数=最外层电子数，副族、0族等没有此规律，A错误；
B．氦原子及一些过渡元素原子最外层电子排布也为ns2，B错误；
C．H元素为第IA族元素，为非金属元素，C错误；
D．短周期不含有过渡元素，包括第一、二、三周期，D正确；
综上所述答案为D。
2．B
【详解】A．室温下，用pH计测定浓度均为0.1mol/L的溶液和溶液的pH，醋酸酸性强，醋酸钠水解能力弱，pH小，可以比较和的酸性强弱，故A正确；
B．向盛有溶液的试管中滴加2滴0.1mol/L的溶液，产生白色沉淀后，再滴加2滴0.1mol/L的溶液，又产生红褐色沉淀，由于NaOH过量，直接与氯化铁作用产生氢氧化铁沉淀，不能说明该温度下，故B错误；
C．用铁片、铜片、稀硫酸等组成原电池，活性强的金属作负极，铜作正极，上有气泡产生，可以比较铁、铜的金属性强弱，故C正确；
D． 室温下，分别向2支试管中加入相同体积、相同浓度的溶液，再分别加入相同体积、不同浓度的稀硫酸，根据产生沉淀所需的时间多少，研究浓度对反应速率的影响，故D正确；
故选B。
3．C
【详解】A．电子排布为全满或半满时，原子的能量最低，较稳定，所以基态铜（Cu）原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，选项A错误；
B．催化剂在反应前后的量是不变的，反应④生成了甲酸乙酯，但在其它步骤中未有甲酸乙酯的参与，即甲酸乙酯只有生成，没有消耗，所以甲酸乙酯不是催化剂，选项B错误；
C．由图可知步骤④中的 C O 和 H O 键均发生了断裂，生成了金属羟基化合物(H O M)和甲酸乙酯，选项C正确；
D．催化剂可以加快反应速率，降低反应的活化能，改变反应历程，但不改变焓变，选项D错误；
答案选C。
4．B
【详解】A. 在多电子原子中，同一能层的电子能量也不同，还可以把它们分成能级，随着能层数的增大，能级逐渐增多，能级分为s、p、d、f、g等，故A错误；
B. 在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层，用n表示能层序数，则每一能层最多容纳电子数为2n2，故B正确；
C. 电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，核外电子运动的概率分布图(电子云)并不完全等同于原子轨道，故C错误；
D. 同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等，都是3个，故D错误；
故答案为B。
5．C
【详解】A．铝原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p1，有1+1+3+1+1=7个原子轨道，则核外电子有7种空间运动状态，故A正确；
B．27Al原子的质量数为27，质子数为13，则中子数=质量数-质子数=27-13=14，故B正确；
C．Cl-核外各层所含电子数分别为2、8、8，M层最多容纳18个电子，则M层没有充满电子，故C错误；
D．Ga是31号元素，核外有四个电子层，最外层有三个电子，则位于周期表的第四周期ⅢA族，故D正确；
故选：C。
6．A
【详解】A．过氧化氢的结构式为H-O-O-H，由模型可知2个小球为O原子，2个大球为H原子，O原子半径小，实际O原子半径大于H原子半径，不符合比例，故A错误；
B．中子数为20的氯原子质量数为17+20=37，可表示为：，故B正确；
C．基态原子的价层电子排布式为3d64s1，其轨道表示式为： ，故C正确；
D．次氯酸分子中H、Cl形成一对共用电子对，O形成2对共用电子对，故其结构式为：H—O—Cl，故D正确；
答案选A。
7．B
【详解】A．氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱，不是之一，故A错误；
B．微观粒子的运动具有波粒二象性，用波粒二象性和概率波处理微观问题就是量子化，微观粒子的运动具有量子化特点，故B正确；
C．波尔理论具有局限性，只是解释了氢原子光谱，但对解释多电子原子的光谱却遇到困难，故C错误；
D．原子中电子没有固定的轨道，只能在一定范围内高速运动，原子半径是电子运动出现几率最高的区域，故D错误；
故选B。
8．D
【详解】A．主族元素原子的价电子排布式为、，因此主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级或p能级，A错误；
B．的价电子排布为，由此可判断位于第五周期ⅠB族，价电子所在轨道是d、s轨道，所以属于区，B错误；
C．过渡元素包括周期表中所有副族元素和Ⅷ族元素，C错误；
D．元素性质随核电荷数递增发生周期性的递变是因为元素的原子核外电子的排布发生周期性的变化，D正确；
故选：D。
9．C
【分析】W与X的最高化合价之和为8，则W是氮元素，X是铝元素，Y是硅元素，Z是磷元素，据此回答问题。
【详解】A．同周期从左到右原子半径逐渐减少，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径： ，故A不选；
B．常温常压下，Z的单质是磷，磷为固态，故B不选；
C．X的氧化物是氧化铝，其熔点高于其单质铝的熔点，故C选；
D．X的单质是铝，既能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应，故D不选；
故选：C。
10．C
【分析】W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大，则W为H；Z的价电子排布式为3s23p4， Z为S；X与Z同主族，X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3:2，X为O，Y为Si，R为Cl。
【详解】A．元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，非金属性：S>Si，气态氢化物的热稳定性：H2S>SiH4，A正确；
B．同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，因此第一电离能：Cl>S>Si，B正确；
C．根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，则原子半径：S>Cl>O，C错误；
D．根据同周期从左到右元素电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，因此电负性：S答案选C。
11．D
【详解】A．Cl-的结构示意图： ，A正确；
B．氯化铵是离子化合物，其电子式为： ，B正确；
C．CH4是空间正四面体，其空间填充模型： ，C正确；
D．第四周期第VIA族元素Se的价电子排布式为4s24p4，D错误；
故选D。
12．B
【详解】A．中子数为176的某核素：，故A错误；
B．基态锌原子是30号元素，价层电子排布式：，故B正确；
C．是在26个电子的基础上失去3个电子，应该还有23个电子，故C错误；
D．基态氮原子的轨道表示式：，违背了洪特规则，故D错误；
故选B。
13．D
【分析】由四种元素基态原子电子排布式可知，①是16号元素S；②是15号元素P；③是7号元素N；④是9号元素F。
【详解】A．同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，所以原子半径：，，电子层越多原子半径越大，故原子半径：②>①>③>④，A错误；
B．主族元素中最高正化合价等于原子最外层电子数，但F元素没有正化合价，所以最高正化合价：①>③=②，B错误；
C．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，所以电负性：，，N元素非金属性比S元素强，所以电负性：，故电负性：④>③>①>②，C错误；
D．一般规律：非金属性越强，第一电离能越大，P元素原子的3p轨道为较稳定的半充满状态，第一电离能高于同周期相邻元素，则P元素原子的第一电离能大于S元素，因此第一电离能：④>③>②>①，D正确；
答案选D。
14．A
【分析】由①1s22s22p63s23p4、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p3可知，①为S，②为P，③为N，结合元素周期律分析解答。
【详解】A．同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素P的3p电子为半满稳定结构，第一电离能大于S，同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小，因此第一电离能：③＞②＞①，故A正确；
B．一般而言，电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右，原子半径逐渐减小，则原子半径：②＞①＞③，故B错误；
C．非金属性越强，元素的电负性越大，则电负性：③＞①＞②，故C错误；
D．N、P最外层电子数相同，最高正化合价相同，都为+5价，S最外层电子数为6，最高正化合价为+6，最高正化合价：①＞③=②，故D错误；
故选A。
15．D
【解析】由，可知z=7，X为N，因此。
【详解】A．z=7，与质子数不相同，不互为同位素，A错误；
B．与的中子数分别为14-6=8、14-7=7，中子数不同，B错误；
C．和的核外电子数均为6，核外电子排布相同，价层轨道电子数相同，C错误；
D．根据半衰期的定义，某考古样品中的量应为其5730年前的，为5730×2=11460年前的，D正确；
答案选D。
16．C
【详解】A．同主族自上而下非金属性减弱，最高价含氧酸的酸性减弱，不是最高价含氧酸则不一定，故A错误；
B．原子最外层电子数为2的元素不一定处于周期表第ⅡA族，如氦原子最外层电子数为2，它处于周期表的0族，故B错误；
C．同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，则第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素，故C正确；
D．周期表中金属和非金属分界线附近的元素可能作半导体材料，过渡元素位于副族和第VⅢ族，故D错误；
答案选C。
17． 4 1s22s22p63s23p63d5(或 【Ar】3d5) Cr、Mn Cu、Zn 1s22s22p63s23p63d34s2 3d34s2
【详解】(1)基态铁原子有26个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，3d轨道有4个为成对电子；Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，故答案为：4；1s22s22p63s23p63d5(或【Ar】3d5)；
(2)3d轨道半充满的元素有价电子排布式为3d54s1和3d54s2的元素，或3d104s1和3d104s2,是Cr和Mn或Cu和Zn；故答案为：Cr；Mn；Cu、Zn；
(3)某元素最高化合价为＋5，则价电子数为5，原子最外层电子数为2，则最外层电子数为2，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2；价电子构型为3d34s2；故答案为：1s22s22p63s23p63d34s2；3d34s2。
18．(1)钾、铬、铜
(2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
(3)Fe3+的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态
(4)5
【解析】(1)
4s轨道上只有1个电子的元素的外围电子排布式为4s1、3d54s1、3d104s1，分别为钾、铬、铜，故答案为：钾、铬、铜；
(2)
基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，则Cr3+的电子排布式为：[Ar]3d3 ，故答案为：[Ar]3d3 ；
(3)
Fe3+的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态，化学性质比Fe2+稳定，故答案为：Fe3+的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态；
(4)
第一周期中，有1个未成对电子，其电子排布式为1s1；第二周期中，未成对电子是2分别为：1s22s22p2、1s22s22p4；第三周期中未成对电子是3个的是1s22s22p63s23p3；第四周期中未成对电子是4个的是1s22s22p63s23p63d64s2，故答案为：5。
19． 4s 4f5 [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 ⅦB 5 D C
【详解】(1)Fe是26号元素，电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe成为阳离子时首先失去最外层4s轨道电子，Sm3+是Sm原子失去3个电子形成的，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+价层电子排布式为4f5，故答案为：4s；4f5；
(2)Cu是29号元素，电子排布式为[Ar]3d104s1，Cu2+是Cu原子失去2个电子生成的，其基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9，故答案为：[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；
(3)Mn是25号元素，位于元素周期表中第四周期ⅦB族，电子排布式为[Ar]3d54s2，d轨道上电子数为5，5个d电子分占5个g轨道时，能量较低，则d轨道中未成对电子数为5，故答案为：5；
(4)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高；故答案为：D；C。
20．(1) NaClO溶液 ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4+H2O+CO
(2) 3d9或1s22s22p63s23p63d9 pH较小时，水合肼还原[Cu(NH3)4]2+生成Cu，Cu产率增大；pH值较大时，水合肼与铜离子形成配合物，Cu产率下降
(3)向废铜屑中加入饱和碳酸钠溶液浸泡，然后过滤，得到的滤渣中加入稀硫酸、双氧水进行浸泡，滤渣完全溶解后得到CuSO4溶液，将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
【详解】（1）①根据资料信息知，水合肼有还原性，NaClO溶液有氧化性，如果NaClO溶液过量，能氧化生成的水合肼，所以恒压漏斗中的装的溶液是NaClO溶液，故答案为：NaClO溶液；
②NaClO碱性溶液与尿素[CO(NH2)2]水溶液在一定条件下反应制得水合肼，同时生成NaCl和碳酸钠，离子方程式为ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4+H2O+CO，故答案为：ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4+H2O+CO。
（2）①[Cu(NH3)4]2+中铜离子是基态Cu原子失去4s能级上的1电子、3d能级上的1个电子得到的，基态Cu2+核外电子排布式为3d9或1s22s22p63s23p63d9，故答案为：3d9或1s22s22p63s23p63d9；
②水合肼与铜离子能形成配合物，pH较小时，水合肼体现还原性，还原[Cu(NH3)4]2+生成Cu，Cu产率增大；pH值较大时，水合肼与铜离子形成配合物，导致Cu产率下降，故答案为：pH较小时，水合肼还原[Cu(NH3)4]2+生成Cu，Cu产率增大；pH值较大时，水合肼与铜离子形成配合物，Cu产率下降。
（3）以废铜屑[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、 CuCO3、 Cu(OH)2]为原料制备胆矾，油污在碱性条件下水解生成高级脂肪酸钠和甘油，饱和碳酸钠溶液呈碱性，所以能除去油污，其它含Cu物质不溶于饱和碳酸钠溶液，过滤后，向滤渣中加入稀硫酸、H2O2，Cu、CuO、CuCO3、Cu(OH)2都溶于稀硫酸得到CuSO4溶液，固体完全溶解后，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CuSO4·5H2O，故答案为：向废铜屑中加入饱和碳酸钠溶液浸泡，然后过滤，得到的滤渣中加入稀硫酸、双氧水进行浸泡，滤渣完全溶解后得到CuSO4溶液，将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CuSO4·5H2O。
21．(1)圆底烧瓶
(2) A 稀硝酸和石灰石 除去中的气体 澄清石灰水
(3) Cl＞Br＞I 溶液由无色变为橙黄色 不能，还应补充实验：将溴水滴入KI溶液中，观察现象
【解析】(1)
由仪器a的构造可知，a为圆底烧瓶，故答案为：圆底烧瓶；
(2)
验证氮元素的非金属性强于碳元素，可通过验证硝酸的酸性强于碳酸实现，将硝酸滴入盛有碳酸钙的圆底烧瓶中，将产生的气体通入饱和碳酸氢钠溶液中除去挥发出来的硝酸蒸气后，再将气体通入澄清石灰水中，若出现浑浊说明生成了二氧化碳气体，从而证明硝酸的酸性强于碳酸，可得出非金属性氮强于碳，故答案为：A；稀硝酸和石灰石；除去中的气体；澄清石灰水；
(3)
元素Cl、Br、I为同主族元素，同主族从上到下，非金属性依次递减，因此非金属性：Cl>Br>I，验证该结论时，可将氯气通入KBr溶液中，通过氯气能置换出溴单质可证明非金属性：Cl>Br，实验室制取氯气用二氧化锰与浓盐酸加热制取，反应为，应选用装置B，产生的氯气通入D中盛有KBr，发生反应，反应生成溴单质，使溶液呈橙黄色，若选用图中装置，生成的氯气也会进入KI溶液中，因此无法说明溴和碘的非金属性强弱，应单独将溴水滴入KI溶液中观察溶液颜色变化，故答案为：；溶液由无色变为橙黄色；；不能，还应补充实验：将溴水滴入KI溶液中，观察现象；
22． ［Ar］3d54s2 +2KMnO4+2MnO2+KOH+H2O 冷凝回流，使反应充分进行 三颈烧瓶内的液体不再分层 B 使杂质及苯甲酸充分溶解，便于重结晶得到纯净的苯甲酸 MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-
【详解】(1) Mn原子序数为25，故基态Mn原子的电子排布式为［Ar］3d54s2，故答案为：［Ar］3d54s2；
(2)根据题中已知，甲苯被高锰酸钾氧化为苯甲酸钾，苯甲酸钾经酸化得苯甲酸，甲苯被高锰酸钾氧化的化学反应方程式为 +2KMnO4+2MnO2+KOH+H2O，故答案为：+2KMnO4+2MnO2+KOH+H2O；
(3) 球形冷凝管的作用是冷凝回流，使反应充分进行；三颈烧瓶内的液体不再分层即步骤①中反应完全，故答案为：冷凝回流，使反应充分进行；三颈烧瓶内的液体不再分层；
(4) 为防止引入新的杂质，最理想的试剂为H2O2，故答案为：B；
(5) 补加少量蒸馏水是确保所有物质完全溶解，提高重结晶后苯甲酸的纯度，使杂质及苯甲酸充分溶解，便于重结晶得到纯净的苯甲酸，故答案为：使杂质及苯甲酸充分溶解，便于重结晶得到纯净的苯甲酸；
(6) 正极反应式MnO2得电子生成MnO(OH)，Mn元素降1价，由元素守恒、电荷守恒得正极反应式为：MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-，故答案为：MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-。
23．(1)
(2) 6 哑铃
(3)泡利(不相容)原理
(4)O>N>C
(5) ds
(6)
【分析】A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，该元素为H；B元素形成化合物种类最多的元素，该元素为C；C元素基态原子的核外p能级电子数比s能级电子数少1个，电子排布式为1s22s22p3，即C元素为N；D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子，电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p2，原子序数依次增大，因此D为O；G元素是前四周期中电负性最小的元素，根据电负性规律，同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此G为K；根据第一电离能，推出E元素最外层电子数应为2，推出E为Mg；F应是第三周期，F元素的主族序数与周期数的差为4，则F的主族序数为ⅦA族，即F为Cl；H元素位于元素周期表中的第11列，即H为Cu；据此分析；
(1)
根据上述分析，C2A4为N2H4，名称为肼，又称联氨，因此N2H4的电子式为；故答案为；
(2)
原子核外有多少个电子，核外有多少种不同运动状态的电子，B元素为C，基态核外有6个电子，即核外有6种不同运动状态的电子；基态碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，能量最高的电子所占据的原子轨道为p能级，p能级呈哑铃形或纺锤形；故答案为6；哑铃形或纺锤形；
(3)
一个原子轨道最多容纳2个电子，自旋方向相反，因此该同学所推断的轨道式，违背了泡利不相容原理；故答案为泡利(不相容)原理；
(4)
B、C、D分别为C、N、O，同周期从左向右电负性逐渐增大，因此电负性大小顺序是O＞N＞C，故答案为O＞N＞C；
(5)
H为Cu，Cu位于ds区，属于过渡元素，过渡元素的价层电子对数包括最外层电子和次外层的d能级电子，因此Cu的价电子排布式为3d104s1；故答案为ds；3d104s1；
(6)
H的硫酸盐为CuSO4，根据电解原理，电解CuSO4溶液的化学方程式为；故答案为。
24．(1) 7 哑铃形 3
(2)
(3) Fe 第四周期，Ⅷ族
(4) 1s22s22p63s23p63d104s1 第 4 周期ⅠB 族
(5)3d104s2
【解析】(1)
A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，该元素为N元素，N原子核外有7个电子，分别位于1s、2s、2p能级上，其核外电子轨道表示式为；N元素核外电子运动状态都不同，则其原子核外共有7种不同运动状态的电子；其基态原子中最高能量能级轮廓图形状为哑铃形，其最高能量能级的电子云在空间有3种伸展方向；
(2)
B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，则B为Cl元素，其离子核外有18个电子，离子结构示意图为；
(3)
C元素的正三价离子的3d能级为半充满，C为Fe元素，该元素位于第四周期第Ⅷ族；
(4)
D元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则D为Cu元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，该元素位于第 4 周期ⅠB 族；
(5)
E元素基态原子中没有未成对电子，E为Zn元素，E的外围电子为3d、4s能级上的电子，轨道表示式为3d104s2。
25． > H2O分子间除范德华力外，还能形成氢键 能 Li3N、Li2O
【分析】C为元素周期表中原子半径最小的金属元素，C是Be元素；短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、B同主族，A核外电子数等于其电子层数，A是H元素、B是Li元素；D最外层电子数是其电子层数的3倍，D是O元素。
【详解】(1) 微粒半径比较：H-、Li+电子层数相同，序数越大半径越小，H-﹥Li+
(2) H与O能组成化合物H2O和H2O2，H2O的沸点比O同主族中其他元素与H组成的化合物的沸点高，原因是H2O分子间除范德华力外，还能形成氢键；
(3) 已知：Ⅰ 3Mg + N2 = Mg3N2；Ⅱ在元素周期表中，有些元素的化学性质与其相邻左上方或右下方的另一主族元素的化学性质相似；
①Be的右下方是铝元素，根据对角线原则可知，Be能与强碱溶液反应；
②Li的右下方是镁元素，根据对角线原则可知，在空气中充分燃烧的产物可能是Li3N、Li2O。