第一章《原子结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.原子的种类由( )决定
A.质子数 B.质子数和中子数
C.电子数 D.质量数
2.已知X、Y、Z、W 四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素,且原子序数依次增大。X、W 同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W 原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y与X形成的分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A.简单离子半径大小:W>Z
B.简单气态氢化物的稳定性:Y>Z
C.Y 的氧化物对应的水化物为强酸
D.X、Y、Z均能和W形成离子化合物
3.下列说法不正确的是
A.2p和3p轨道均为哑铃形
B.从空间角度看,2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道
C.原子光谱即用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱
D.多电子原子中,第五能层最多容纳50个电子
4.一种由短周期主族元素组成的化合物如图所示,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X元素最外层比最内层多1个电子。下列叙述错误的是
A.同周期元素形成的单质中Y氧化性最强
B.元素Z金属性在短周期主族元素中最强
C.元素W与X形成的化合物中W显负价
D.该化合物中,X、Y、Z最外层均满足8电子稳定结构
5.“神舟七号”的燃料是氢化锂三兄弟-LiH、 LiD.、LiT。其中Li的质量数为7,对这三种物质的下列说法正确的是
A.质子数之比为1:2:3 B.中子数之比为4:5:6
C.摩尔质量之比为7:8:9 D.化学性质不相同
6.高效消毒液(TCCA)结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。已知Y和Z位于不同周期,下列叙述不正确的是
A.原子半径:W>X>Y
B.X的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.14W与14X属于不同元素,但属于同一核素
D.该化合物中所有原子均满足8电子稳定结构
7.下列说法错误的是
A.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐升高
B.霓虹灯能发出五颜六色的光,其发光机制与氢原子光谱形成的机制基本相同
C.2p和3p轨道在三维空间分布的图形均为纺锤形
D.电子云示意图中的每个小点都表示一个电子
8.如图,Z为第3周期元素原子的核电荷数,Y表示相应元素的有关性质,其中曲线描述与元素有关性质相符的选项是
A.y表示原子半径 B.y表示元素的电负性
C.y表示元素的最高正价 D.y表示元素的第一电离能
9.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z,化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是
A.原子半径:Z>Y>X>W B.Y的氧化物水化物为强碱
C.元素X的含氧酸均为强酸 D.W与X形成的化合物只含有极性键
10.下列说法不正确的是
A.和互为同位素 B.甲烷分子是正四面体结构
C.含电子的数目为 D.淀粉和纤维素互为同分异构体
11.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,它们在周期表中的相对位置如图所示。Z原子L层电子数与K、M层电子数之和相等。下列说法正确的是
X Y
Z M
A.原子半径:X<Y<Z<W
B.四种元素的单质中,Z单质的熔点、沸点最高
C.元素X最高价氧化物对应的水化物化学式为
D.单质与氢气化合,Z比W更容易
12.已知:用中子轰击原子的核反应:。下列说法正确的是
A.X是金属元素 B.Y位于ⅠA族
C.和互为同素异形体 D.位于元素周期表的d区
二、非选择题(共10题)
13.请根据构造原理,按要求写出下列电子排布式或原子结构示意图:
(1)16S的电子排布式_______。
(2)10Na的次外层电子排布式_______。
(3)20Ca的最高能层的电子排布式_______。
(4)26Fe的简化电子排布式_______。
(5)27Co的原子结构示意图_______。
(6)26Fe3+的电子排布式_______。
(7)33As的简化电子排布式为_______。
14.根据元素周期表中完整周期元素的性质,完成下列空格。
(1)在第三周期中,第一电离能最小的元素符号是___________,其原子的结构示意图为___________,第一电离能最大的元素符号是___________,其价电子排布式为___________。
(2)在元素周期表中,电负性最大的元素名称是___________,其价电子排布图为___________。
15.某小组根据既有还原性又有氧化性,探究其能否实现或的转化。
已知:ⅰ.水合既易被氧化也易被还原,因此水溶液中无法生成水合。
ⅱ.为白色固体,难溶于水,可溶于较大的溶液生成,也可溶于氨水生成(无色)。
Ⅰ.与的反应
向试管中通入足量(尾气处理装置已略),记录如下。
装置 编号 试剂 实验现象
a 溶液 始终无明显变化
b 溶液 溶液变绿,进而变棕黄色,一段时间后出现白色沉淀
(1)基态的价层电子排布式为_______。
(2)将b所得沉淀过滤,充分洗涤,进行下列实验,证实该沉淀为。
①证明白色沉淀中有,推理过程是_______。
②ⅲ排除了干扰检验的因素。写出ⅲ中反应的离子方程式:_______;。
(3)进一步证实b中作还原剂,补全实验方案和预期现象:取b中反应后的上层清液于试管中,_______。
(4)由实验Ⅰ可推知,该条件下:①a中不能将还原为或;
②、、的还原性由强到弱的顺序为_______。
综上所述,改变还原产物的价态或形态可以影响氧化还原反应能否发生。
Ⅱ.与的反应
向试管中通入足量(尾气处理装置已略),记录如下
装置 编号 试剂 实验现象
c 稀硫酸 始终无明显变化
d 稀盐酸 铜片表面变黑,溶液变为棕色
(5)证明d所得棕色溶液含有:用滴管吸取少量棕色溶液,滴入蒸馏水中,出现白色沉淀。用平衡移动原理解释产生该现象的原因:_______。
(6)经进一步检验,铜表面黑色物质为。补全d中反应的离子方程式:________
______________。
(7)与c对比,d能发生反应的原因是_______。
16.某学习小组同学为探究同周期或同主族元素性质的递变规律,设计了如下系列实验:
Ⅰ.(1)将等质量的钾、钠、镁、铝分别投入到足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果:上述金属中____与盐酸反应最剧烈,_____与盐酸反应生成的气体最多。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现淡黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强。反应的离子方程式为__________。
Ⅱ.利用下图装置来验证同主族元素非金属性的变化规律:
(1)要证明非金属性:Cl>I,在A中加浓盐酸,B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气),C中加淀粉碘化钾混合溶液,观察到C中溶液_______________的现象,即可证明。干燥管D的作用是__________________。从环境保护的角度考虑,此装置尚缺少尾气处理装置,可用__________溶液吸收尾气。
(2)要证明非金属性:C>Si,在A中加盐酸,B中加CaCO3,C中加Na2SiO3溶液,将观察到C中_____________的现象。但老师认为,该现象不足以证明酸性强弱关系为碳酸>硅酸,请用文字叙述理由__________________________。因此应在B、D之间增加一个盛有足量___(选填下列字母:A.浓盐酸 B.浓NaOH溶液C.饱和Na2CO3溶液 D.饱和NaHCO3溶液)的洗气装置。改进后C中发生反应的化学方程式是___________________。
17.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。
(1)将钠、铝、钾各1mol分别投入到足量的相同浓度的盐酸中,试预测实验结果:与盐酸反应最剧烈的单质是_____,与盐酸反应产生的气体最多的是______。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为_____________________________。
(3)利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律:仪器A的名称为_________,装置D的作用为________________。
①若要证明非金属性:Cl>I,则A中加浓盐酸,B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气),C中加淀粉碘化钾混合溶液,观察到C中溶液____________的现象,即可证明;从环境保护的观点考虑,此装置缺少尾气处理装置,可用________溶液吸收尾气。
②若要证明非金属性:C>Si,则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液,观察到C中溶液出现白色沉淀的现象,即可证明。写出C中发生反应的离子方程式____________________________(假设进入C中的气体过量),但有的同学认为盐酸具有挥发性,可进入C中干扰实验,应在两装置间添加装有_________溶液的洗气瓶。
18.完成下列基本计算:
(1)9.2g氮的氧化物NOx中氮原子的物质的量为0.2mol,则NOx的摩尔质量为________,此质量的NOx在标准状况下的体积约为________;
(2)19.2g Cu与足量稀硝酸反应时,转移电子总数是_____NA(NA表示阿伏加德罗常数);
(3)元素M的某种原子,其氯化物(MCl2)11.1g配成溶液后,需用1mol/L的AgNO3溶液200mL才能把氯离子完全沉淀下来。已知该原子中:质子数=中子数。
① 该原子M的质量数A为_____________。
② 写出该原子(核素)符号___________。
③ M元素在周期表中的位置是_______________。
19.电解普通水和重水(H2O)的混合物,通电一段时间后,两极共生成气体18.5g,体积为33.6L(标况下)。求所生成的气体中氕和氘的原子个数比是多少。
20.X、Y、Z、W、R是5种短周期元素,原子序数依次增大。已知X元素某种原子中不含中子,Y元素的最高正价与最低负价的代数和等于零,Z的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,W、R处于同一周期,W是该周期中金属性最强的元素,W与R能够形成化合物WR,请回答下列问题:
(1)Z在元素周期表中的位置是___________;R的最高价氧化物对应水化物的分子式为___________(请用具体元素符号表示)。
(2)用电子式表示YX4的形成过程___________。
(3)W与Z形成的化合物W2Z2,可作供氧剂,其电子式是___________。
(4)Y的最高价氧化物与过量W的最高价氧化物对应水化物的溶液反应,则此反应的离子方程式为___________。
21.已知A、B、C、D、E、F、G是七种原子序数依次增大的短周期元素,它们的原子结构特征或有关物质的性质等如下表所示。
元素 原子结构特征或有关物质的性质
A 原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍
B 其单质是空气中含量最多的物质
C 原子的最外层电子数是其电子层数的4倍
D 位于第IIA族,其原子半径比E的大
E 是金属元素,其氧化物和氢氧化物都有两性,且与D在同一周期
F 原子序数16,其单质在通常状况下为固体
G 原子的最外层电子数比其次外层电子数少1个
完成下列问题:
(1)元素F在元素周期表中的位置是_______。这七种元素中,不属于主族元素的元素的名称是_______。
(2)在E、F、G三种元素中,原子半径最小的是_______(填元素符号),其离子的电子式是_______。
(3)元素A与G可形成化合物AG4,在该化合物中含有的化学键类型为_______,分子的空间结构为_______。A与氧元素可形成化合物AO2,该化合物分子的结构式为_______。
(4)元素B能与氢元素形成化合物BH3,在通常状况下,BH3的水溶液呈_______(填“酸”、“碱”或“中”)性,原因为_______(用方程式表示)。B和G的气态氢化物相互反应的化学方程式为_______。
22.下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑨在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
族 周期 IA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 ①
2 ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
(1)这九种元素中,位于第三周期且原子半径最小元素的原子结构示意图_____________。
(2)④、⑤、⑧三种元素中,离子半径由大到小的顺序为__________(填离子符号)。
(3)②、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是__________(填化学式)。
⑧和⑨元素的气态氢化物稳定性顺序为_____________________(填化学式)。
(4)⑥单质与⑤的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为____________________________。
(5)①、④、⑤、⑨四种元素中,某些元素间可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式____________。
(6)元素⑤与元素④能形成原子个数比为1:1的化合物Y,Y在常温下为固态,焰色反应为黄色,Y与②的最高价氧化物反应的化学方程式为_____________,②的最高价氧化物的电子式___________。
(7)能说明⑧的非金属性比⑨的非金属性__________(填“强”或“弱”)的事实是________(用离子方程式说明)。
参考答案:
1.B
不同种类的原子质子数不同,而同一种类的原子,由于中子数不同而存在同位素,故决定原子种类的是质子数和中子数,答案选B。
2.D
已知X、Y、Z、W 四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素,且原子序数依次增大。则X是H元素;由于X、W 同主族,则W是Na元素;Y、Z为同周期的相邻元素,它们是第二周期元素,W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y与X形成的分子中有3个共价键,则Y是N元素,Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z核外电子排布是2、6,所以Z是O元素,:X为 H,Y为N,Z为O,W为Na元素,然后根据元素周期律及物质性质分析解答。
A.对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,Z为O,W为 Na,离子半径:O2->Na+,即离子半径:Z>W,A错误;
B.元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物就越稳定;Y为N,Z为O,元素的非金属性:O>N,所以氢化物的稳定性:H2O>NH3,B错误;
C.未指明是否是元素最高价含氧酸,因此不能确定其酸性强弱,C错误;
D.由分析可知,X为 H,Y为N,Z为O,W为Na,H、N、O分别和Na反应可以生成NaH,Na3N,Na2O,都是离子化合物,D正确;
故选D。
3.C
A.p轨道都为哑铃形,故A正确;
B.从空间角度看,轨道空间包含了轨道,比轨道大,故B正确;
C.用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱,故C错误;
D.多电子原子中,每个能层最多容纳电子数是2n2个,所以第五能层最多容纳 个电子,故D正确;
故答案选C。
4.A
W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z形成正一价阳离子,则Z为Na;X元素最外层比最内层多1个电子,则X为B元素,根据组成物质结构中W、Y价键数,判断W为H,Y为O,据此分析解题。
A.O的同周期元素形成的单质中氧化性最强,A错误;
B.Na金属性在短周期主族元素中最强,B正确;
C.H的吸引电子能力强于B,形成的化合物中H显负价,C正确;
D.化合物为,其中及B、O原子最外层均达到8电子稳定结构,D正确;
答案选A。
5.B
Li的质子数为3,H、D、T的质子数都是1,质量数=质子数+中子数,质量数之比等于摩尔质量之比,利用组成和结构来分析物质的化学性质。
A.质子数之比为(3+1):(3+1):(3+1)=1:1:1, A错误;
B.中子数之比为(4+0):(4+1):(4+2)=4:5:6,B正确;
C.摩尔质量之比为(7+1):(7+2):(7+3)=8:9:10,C错误;
D.LiH、LiD、LiT的组成元素相同,结构相同,则三种物质的化学性质相同,D错误;
故答案选B。
6.C
由TCCA结构可知,W形成4个共价键、X形成3个共价键、Y形成2个共价键、Z形成1个共价键,由W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,Y和Z位于不同周期可知,W为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为Cl元素。
A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则原子半径由大到小的顺序为C>N>O,故A正确;
B.氨气溶于水显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故B正确;
C.14C与14N的质子数不同,属于不同元素,肯定不是同一核素,故C错误;
D.由结构简式可知、C、N、O、Cl四种原子均满足8电子稳定结构,故D正确;
故选C。
7.D
A.同一原子中,1s、2s、3s轨道的能量逐渐增大,故A正确;
B.霓虹灯能够发出五颜六色的光,其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同,都是电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的,故B正确;
C.p轨道在三维空间分布的图形均为纺锤形,故C正确;
D.电子云示意图中的小点表示的是电子在核外空间某处出现的概率,小点的疏密程度代表电子出现概率的大小,故D错误;
故选:D。
8.A
A. 同一周期的元素的电子层数相同,随核电荷数的递增,原子半径逐渐减小,而稀有气体元素的原子半径是同周期中最大的,故A正确;
B.同一周期,元素的非金属性越强其得电子能力越强,则其电负性越大,即同一周期的元素的电负性随着原子序数即核电荷数增大而增大,故B错误;
C.随着核电荷数的递增,第三周期元素的最外层电子数逐渐增多,最高正化合价随着原子序数增大而增大,故C错误;
D.同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,故D错误;
故答案选A。
9.B
化合物XW3与WZ相遇会产生白烟,XW3是NH3、WZ是HCl,所以X是N元素、W是H元素、Z是Cl元素;四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z,则Y的原子序数是11,Y是Na元素。
A.原子半径:Na>Cl>N>H,故A错误;
B.Na的氧化物水化物是NaOH,属于强碱,故B正确;
C. N元素的含氧酸中HNO3是强酸、HNO2是弱酸,故C错误;
D.H与N形成的化合物之一N2H4中含有极性键和非极性键,故D错误;
选B。
10.D
A.质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子互为同位素,所以和互为同位素,A正确;
B.甲烷分子是正四面体结构,四个氢原子在正四面体的顶点,碳原子在正四面体的体心,B正确;
C.的物质的量为:,所以含电子的数目为:,C正确;
D.淀粉和纤维素均为高分子化合物,聚合度n不确定,均为混合物,不互为同分异构体,D错误;
答案为:D。
11.B
X、Y、Z、W为四种短周期主族元素且Z原子L层电子数与K、M层电子数之和相等,故Z为原子序数16的硫元素,Y为同主族的氧元素,X为氮元素,M为氯元素,据此回答。
A.同周期元素原子半径逐渐减小,故X>Y,Z>M,A错误;
B.四种元素的单质中,X、Y、M分别形成的是氮气、氧气和氯气,唯独Z的单质为固态的硫单质,故Z的熔点、沸点最高,B正确;
C.氮元素的最高价氧化物对应的水化物化学式为HNO3,C错误;
D.同周期元素随着原子序数的递增非金属性越来越强,与氢气化合更容易,故氯气比硫单质更易与氢气化合生成氢化物,D错误;
故选B。
12.B
根据粒子守恒可得:N+1=7+4,N=10;Z+0=3+2,Z=5。可知X为B,Y为Li,据此解答。
A.X为B,为非金属元素,故A错误;
B.Y为Li,位于第二周期ⅠA族,故B正确;
C.和为同种元素的不同原子,互为同位素,故C错误;
D.为零族元素,位于p区,故D错误;
故选:B。
13.(1)1s22s22p63s23p4
(2)2s22p6
(3)4s2
(4)[Ar]3d64s2
(5)
(6)1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5
(7)[Ar]3d104s24p3
【解析】(1)
16S核外有16个电子,排布式为1s22s22p63s23p4;
(2)
10Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1,则此外层为2s22p6;
(3)
20Ca的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,最高能层为第4层,电子排布式为4s2;
(4)
26Fe核外有26个电子,简化电子排布式为[Ar]3d64s2;
(5)
27Co核外有27个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2,所以原子结构示意图为;
(6)
26Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,失去最外层中3个电子后形成26Fe3+,所以26Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5;
(7)
33As核外有33个电子,简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3。
【点睛】根据原子核外电子的排布规律和构造原理书写原子的电子排布式,应注意从3d能级开始出现“能级交错”现象。而且要看清题目的要求“最外层”还是“M层”“简化”等要求,其中阳离子的电子式是在原子的基础上先失去最外层电子。而不是完全按照填充顺序逆向进行。在书写原子结构示意图时,注意非主族元素,应该先写出电子排布式,再根据电子排布式写出原子结构示意图。
14.(1) Na Ar 3s23p6
(2) 氟
【解析】(1)
第三周期元素中,从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,则第一电离能最小的为钠元素、最大的为氩元素,钠原子的,氩原子的价电子排布式为3s23p6,故答案为:Na;;Ar;3s23p6;
(2)
在元素周期表中,同周期中从左到右,元素的非金属性依次增强,电负性依次增强,同主族元素从上到下,元素的非金属性依次减弱,电负性依次减弱,则元素周期表中电负性最大的元素是F元素,F原子核外有9个电子,核外电子排布式为1s22s22p5,价电子排布图为,故答案为:氟;。
15.(1)
(2) 深蓝色溶液中含,是无色溶液中的被O2氧化的产物,说明浓氨水溶解出了白色沉淀中的
(3)滴加溶液,出现白色沉淀
(4)
(5)棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小,使,,反应逆向移动,析出CuCl 沉淀
(6)
(7)与结合成,其氧化性弱于,使Cu 能够被氧化
(1)根据题意,Cu元素原子序数29,核外28个电子,基态的价层电子排布式为;
故答案为:;
(2)①根据如图所示的实验,将实验b中所得固体加入氨水后,白色沉淀溶解,变为无色溶液,最终生成深蓝色溶液,根据已知信息,其中深蓝色溶液中含,是无色溶液中的被O2氧化的产物,说明浓氨水溶解出了白色沉淀中的;
故答案为:深蓝色溶液中含,是无色溶液中的被O2氧化的产物,说明浓氨水溶解出了白色沉淀中的;
②步骤i中氨水过量,所以步骤iii中加入稀硝酸后,发生的反应有;;
故答案为:;
(3)进一步证实b中作还原剂的操作为:取b中反应后的上层清液于试管中,滴加溶液,出现白色沉淀,说明被氧化为;
故答案为:滴加溶液,出现白色沉淀;
(4)根据氧化还原反应规律,还原性:还原剂>还原产物,向硫酸铜溶液中通入,无明显现象,说明a中不能将还原为或,即还原性:;根据实验证实,b中能将还原为,发生反应,即还原性:,综上所述,、、的还原性由强到弱的顺序为:;
故答案为:;
(5)由题,为白色固体,难溶于水,可溶于较大的溶液生成,棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小,使,,反应逆向移动,析出CuCl 沉淀;
故答案为:棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小,使,,反应逆向移动,析出CuCl 沉淀;
(6)根据氧化还原反应的电子守恒规律,该反应中,S元素化合价降低6,得到6个电子,即Cu元素化合价也升高6,失去6个电子,结合元素守恒,等式坐标补上氢离子,右边补上水,再由原子守恒,配平该反应为;
故答案为:;
(7)根据以上实验可知,再硫酸作用下,不能单独存在,在盐酸中,与结合成,其氧化性弱于,使Cu 能够被氧化;
故答案为:与结合成,其氧化性弱于,使Cu 能够被氧化。
16. 钾(或K) 铝(或Al) Cl2+S2- = S↓+2Cl- 变蓝 防止溶液倒吸 NaOH 有白色沉淀生成 从B中挥发出的HCl也会和硅酸钠溶液反应生成硅酸 D Na2SiO3+CO2+H2O =H2SiO3↓+Na2CO3(或Na2SiO3+2CO2+2H2O =H2SiO3↓+2NaHCO3)
Ⅰ(1)金属活泼性顺序为:钾>钠>镁>铝,所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钾,反应速率最慢的是铝;生成1mol氢气需要得到2mol电子,1mol钾、钠都失去1mol电子,1mol镁失去2mol电子,而1mol铝失去3mol电子,所以生成氢气最多的是金属铝,故答案为钾;铝;
(2)氯气氧化性强于硫单质,所以氯气能够与硫离子反应生成硫,反应的离子方程式为:S2-+Cl2═S↓+2Cl-,故答案为S2-+Cl2═S↓+2Cl-;
Ⅱ(1)KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气,氯气能够将碘离子氧化成碘单质,碘单质遇到淀粉变成蓝色,球形干燥管D能够防止倒吸,可以避免C中液体进入锥形瓶中,氯气是一种有毒气体,必须进行尾气吸收,氯气能够与氢氧化钠溶液反应,可以使用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,故答案为变蓝;防止倒吸;NaOH;
(2)盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳,二氧化碳通入Na2SiO3溶液中,反应生成硅酸沉淀;氯化氢具有挥发性,干扰实验结果,需要将二氧化碳中的氯化氢除掉,根据氯化氢与碳酸氢钠反应,而二氧化碳不反应,可以在B和C之间增加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,反应的方程式为Na2SiO3+CO2+H2O = H2SiO3↓+Na2CO3,故答案为有白色沉淀生成;从B中挥发出的HCl也会和硅酸钠溶液反应生成硅酸;D、Na2SiO3+CO2+H2O =H2SiO3↓+Na2CO3(或Na2SiO3+2CO2+2H2O = H2SiO3↓+2NaHCO3)。
17.(1) 钾 铝
(2)S2 +Cl2=S↓+2Cl
(3) 分液漏斗 防止倒吸 变蓝 NaOH +2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2 饱和NaHCO3
(1)金属活泼性顺序为:钾>钠>铝,所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钾,反应速率最慢的是铝;生成1mol氢气需要得到2mol电子,1mol钾、钠都失去1mol电子,而1mol铝失去3mol电子,所以生成氢气最多的是金属铝;
(2)氯气氧化性强于硫单质,所以氯气能够与硫离子反应生成硫,反应的离子方程式为:S2-+Cl2=S↓+2Cl-;
(3)根据仪器构造可知仪器A为分液漏斗;球形干燥管D能够防止倒吸,可以避免C中液体进入锥形瓶中;
①浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,氯气具有强氧化性,可与碘化钾反应生成碘,因淀粉遇碘变蓝色,则可观察到溶液变蓝;氯气有毒,不能排放到空气中,可与氢氧化钠溶液反应而被吸收,则可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收;
②盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳,二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,由于二氧化碳过量,则C中发生反应的离子方程式为+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2;由于浓盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳中含有氯化氢,氯化氢也能与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,所以应在两装置间添加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,用来除去氯化氢气体。
18.(1) 46g/mol 4.48L
(2)0.6
(3) 40 40Ca 第四周期第ⅡA族
(1)9.2g氮的氧化物NOx中氮原子的物质的量为0.2mol,则NOx的物质的量是0.2mol,所以摩尔质量为9.2g÷0.2mol=46g/mol;此质量的NOx在标准状况下的体积约为0.2mol×22.4L/mol=4.48L;
(2)19.2g Cu的物质的量是19.2g÷64g/mol=0.3mol,与足量稀硝酸反应时生成硝酸铜,铜元素化合价从0价升高到+2价,转移电子总数是0.6NA;
(3)由可知,n (Cl-)=n(Ag+)=0.2L×1mol/L=0.2mol,所以MCl2的物质的量是0.1mol,则M(MCl2)=11.1g÷0.1mol=111g/mol,由摩尔质量与相对分子质量的数值相等及质量数=质子数+中子数,则M=111-35.5×2=40,又因为质子数=中子数,所以Z=20,则M是Ca;
①该原子M的质量数A=40;②该原子(核素)符号为;③Ca元素在周期表中的位置是第四周期第ⅡA族。
19.3:1
电解水的方程式为2H2O2H2↑+O2↑,由方程式知,氢气和氧气的体积之比为2:1,33.6L混合气体气体的物质的量是n=33.6L÷22.4L/mol=1.5mol,其中氢气的体积为22.4L,氢气的物质的量为1mol;氧气的体积为11.2L,氧气的物质的量是0.5mol,氧气的质量m(O2)=(11.2L÷22.4L/mol)×32g/mol=16g;氢气的质量为2.5g,所以氢气的平均摩尔质量=2.5g÷1mol=2.5g/mol,普通氢和重氢的物质的量之比为:(4-2.5):(2.5-2)=1.5:0.5=3:1,普通氢和重氢都是双原子分子,所以普通氢和重氢的原子个数之比为3:1。
20. 第二周期ⅥA族 HClO4 +→
X、Y、Z、W、R是5种短周期元素,原子序数依次增大。已知X元素某种原子中不含中子,则X为H元素;Y元素的最高正价与最低负价的代数和等于零,则Y为C元素;Z的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,则Z为O元素;W、R处于同一周期,W是该周期中金属性最强的元素,则W为Na元素;W与R能够形成化合物WR,则R为Cl元素,据此分析解答。
(1)Z为O元素,在元素周期表中的位置是第二周期ⅥA族;R为Cl元素,其最高价氧化物对应水化物的分子式为HClO4;
(2)X为H元素,Y为C元素,用电子式表示CH4的形成过程:+→;
(3)W为Na元素,Z为O元素,二者形成的化合物Na2O2,可作供氧剂,为离子化合物,由2个钠离子和过氧根离子构成,其电子式是;
(4)Y为C元素,其最高价氧化物为二氧化碳,W为Na元素,其最高价氧化物对应水化物为氢氧化钠,二氧化碳与过量氢氧化钠的溶液反应生成碳酸钠和水,此反应的离子方程式为。
21.(1) 第三周期第ⅥA族 氖
(2) Cl
(3) 共价键 正四面体
(4) 碱 NH3+HCl=NH4Cl
A、B、C、D、E、F、G是七种原子序数依次增大的短周期元素,A原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,A原子只能有2 个电子层,最外层电子数是4,则A为C元素;B的单质是空气中含量最多的物质,则B为N元素;C原子的最外层电子数是其电子层数的4 倍,原子核外只能有2个电子层,最外层电子数为8,则C为Ne元素;D位于第IIA族,结合原子序数可以知道D为Mg元素;E是金属元素,其氧化物和氢氧化物都有两性,且与D在同一周期,则E为Al元素;F原子序数16,其单质在通常状况下为固体,则F为S元素;G原子的最外层电子数比其次外层电子数少1个,原子序数大于S,处于第三周期,则最外层电子数为7,故G为Cl元素。
(1)由上述分析可以知道,F为S元素,处于第三周期ⅥA族;这七种种元素中,不属于主族元素的元素名称是氖;
(2)E、F、G分别为Al、S、Cl,根据在同一种周期中,从左至右,原子半径越来越小,可知原子半径最小的是Cl,其离子的电子式是;
(3)元素A与G可形成化合物是CCl4,属于共价化合物,含有的化学键类型为共价键,形成的空间构型是正四面体,A与氧元素可形成化合物是CO2,分子中C原子和O原子之间形成两对共价键,其结构式为;
(4)元素B与氢元素形成化合物是NH3,NH3的水溶液是氨水,氨水在水中发生电离,呈碱性;B和G的气态氢化物分别是NH3和HCl,两者反应的方程式为NH3+HCl=NH4Cl。
【点睛】在元素周期表中,电子数最多为2n2(n代表周期数),所以第一层电子数最多为2,第二层电子数最多8,第三层电子数多为18。原子半径大小比较:在同一周期中,从左至右,原子半径依次变小;在同一族中,自上而下,原子半径依次变大。
22. S2->O2->Na+ H2SO4>H2CO3>H2SiO3 HCl>H2S 2Al+2OH-+2H2O =2AlO2-+3H2 或 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+ O2 弱 Cl2+S2-=S+2Cl-
由元素在周期表中的位置可知,①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为Na、⑥为Al、⑦为Si、⑧为S、⑨为Cl。
(1)根据同周期,从左到右,原子半径逐渐减小判断;
(2)电子层越多,离子半径越大,具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小;
(3)非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强;非金属性越强,对应氢化物越稳定;
(4)⑥单质与⑤的最高价氧化物的水化物反应生成偏铝酸钠和氢气;
(5)①、④、⑤、⑨四种元素中某些元素形成的既含离子键又含极性共价键的化合物可以是NaOH或NaClO;
(6)元素⑤与元素④能形成原子个数比为1∶1的化合物为过氧化钠,②的最高价氧化物为二氧化碳;
(7)非金属单质之间的置换反应可说明非金属性强弱。
(1)同周期,从左到右,原子半径逐渐减小,九种元素中,位于第三周期且原子半径最小元素为氯,其原子结构示意图为,故答案为;
(2)电子层越多,离子半径越大,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,④、⑤、⑧三种元素中,离子半径由大到小的顺序为S2->O2->Na+,故答案为S2->O2->Na+;
(3)元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性Cl>S>C>Si,②、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是H2SO4>H2CO3>H2SiO3;非金属性越强,对应氢化物越稳定性,⑧和⑨元素的气态氢化物稳定性顺序为HCl>H2S,故答案为H2SO4>H2CO3>H2SiO3;HCl>H2S;
(4)⑤的最高价氧化物的水化物为氢氧化钠,铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,离子反应为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(5)①、④、⑤、⑨四种元素中,某些元素间可形成既含离子键又含极性共价键的化合物为NaOH或NaClO,电子式为或,故答案为或;
(6)元素⑤与元素④能形成原子个数比为1∶1的化合物Y,Y在常温下为固态,焰色反应为黄色,Y为过氧化钠,②的最高价氧化物为二氧化碳,二者反应生成碳酸钠和氧气,反应的方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,二氧化碳的电子式为,故答案为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;;
(7)同周期元素从左到右,非金属性逐渐增强,非金属性S<Cl,可以通过非金属单质之间的置换反应说明非金属性强弱,即Cl2+S2-=S+2Cl-说明非金属性S<Cl,故答案为弱;Cl2+S2-=S+2Cl-。
【点睛】本题的难点和易错点为(7),要注意掌握元素非金属性强弱的比较方法,如最高价含氧酸的强弱,氢化物的稳定性,物质间的置换反应等,要具体情况具体分析。