第1章《原子结构 元素周期律》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列关于硅酸的叙述,错误的是
A.硅酸是一种很弱的酸
B.硅酸的酸性比碳酸强
C.硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅
D.硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得
2.根据元素周期律,下列推断错误的是
A.原子半径:C > N B.热稳定性:HF < HCl
C.还原性:Mg > Al D.碱性:NaOH<KOH
3.化学推动着社会的进步和科技的发展.下列说法错误的是
A.过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
B.漂白粉既可作漂白纸张的漂白剂,又可作游泳池的消毒剂
C.由生铁铸造的下水井盖的硬度大、抗压,含碳量比钢低
D.利用某些放射性同位素释放的射线可以有种、给金属探伤、诊断和治疗疾病
4.下列有关物质的用途不正确的是
A.用铁罐车贮存浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸
B.高纯度的硅可用于制作计算机的芯片和太阳能电池
C.碳酸氢钠可用作焙制糕点的发酵粉,也可用作治疗胃酸过多的药剂
D.金属镁常用来制造信号弹和焰火,氧化镁是优质的耐高温材料
5.美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室在2006年10月16日宣布,该实验室科学家与俄罗斯科学家合作,利用俄方的回旋加速器设备,成功合成了118号超重元素,并观察到其存在了不到1毫秒时间。该元素原子的核内中子数与核外电子数之差是
A.118 B.297 C.61 D.179
6.短周期元素X、Y是元素周期表中第ⅦA族的两种元素,X原子的电子层数比Y原子的电子层数少。下列说法不正确的是
A.HX的酸性比HY的弱
B.X的最简单气态氢化物比Y的稳定
C.X的单质能将Y的单质从KY的水溶液中置换出来
D.X的非金属性比Y的强
7.短周期元素 A、B、C、D 的原子序数依次增大,B 与C的简单离子具有相同的电子层结构,D 的最高正价与最低负价代数和为6。工业上采用在二氧化钛与 A 的单质混合物中通入D 的单质,高温下反应得到化合物 X 和一种常见的可燃性气体 Y(化学式为 AB),X 与金属单质C反应制得单质钛。下列说法不正确的是
A.X 与单质C不能在空气的氛围中反应制得单质钛
B.单质 C能在 A 与B组成的某化合物中燃烧
C.B 与D 组成的某化合物可用于饮用水消毒
D.简单离子半径:D>C>B
8.下列说法中正确的是
①质子数相同的微粒一定是同种元素
②同位素的化学性质基本相同
③某种元素的相对原子质量取整数,就是其质量数
④电子数相同的微粒不一定是同一种原子
A.①③ B.③④ C.①② D.②④
9.有机化合物M的结构简式如右图所示,其组成元素X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期元素。只有Y、Z、W为同周期相邻元素,Z的原子序数与Q的最外层电子数相同。下列说法正确的是
A.简单氢化物的沸点由高到低顺序为
B.含氧酸的酸性强弱顺序为
C.元素第一电离能由小到大的顺序为
D.元素X、Z、W形成的离子化合物中含有正四面体结构
10.铝原子结构示意图为,它在元素周期表中所处位置是
A.第二周期第ⅢA族 B.第二周期第ⅥA族
C.第三周期第ⅢA族 D.第三周期第ⅥA族
11.根据主族元素在周期表中所处的位置无法确定的是( )
A.相对原子质量 B.电子层数 C.最外层电子数 D.核电荷数
12.下列说法正确的是
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故SO2有漂白性
B.NO2与水反应生成HNO3,故NO2是酸性氧化物
C.H2SiO3的酸性弱于H2CO3,故非金属性C强于Si
D.CaCO3难溶于水,故CO2能与CaCl2溶液反应
二、非选择题(共10题)
13.下表给出14~17号元素的一些性质,请回答:
14Si 15P 16S 17Cl
单质与H2反应的条件 高温 磷蒸气与H2能反应 加热 光照或点燃时发生爆炸
最高价氧化物的水化物 H4SiO4弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4最强含氧酸
(1)它们所形成的氢化物中稳定性最差的是________,还原性最差的是_____。
(2)四种元素的非金属性随着元素原子序数的递增而逐渐_____________________,试从原子结构的角度加以解释____________。
(3)一定条件下,反应H2S+Cl2=2HCl+S能否发生?简述理由___________。
14.金属及其化合物在人类的历史上有着重要的作用。回答下列有关问题:
(1)向20 mL沸水中逐滴滴加2 mL饱和FeCl3溶液,继续加热至液体呈红褐色,形成的分散系中分散质微粒的直径大小范围是___________。
(2)最近两年,随着神舟号系列飞船和蛟龙号潜艇性能的进一步优化,我国已成功实现“上天入地”。在上天入地时,为了给工作仓内工作人员提供氧气,一般要携带一种淡黄色粉末,其化学式为___________,将其撒入脱脂棉,滴加几滴水,脱脂棉能被点燃,说明反应___________。
(3)电子工业上可用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜,写出该反应的离子方程式:___________。
(4)胃舒平(主要成分为氢氧化铝)可用于治疗胃酸过多,氢氧化铝体现___________性;___________(填“能”或“不能”)用氢氧化钠溶液代替。
(5)将硫酸亚铁与稀硫酸混合,二者不反应,滴入H2O2后,溶液很快变成黄色,该反应的离子方程式为___________。
(6)NaHSO4是一种酸式盐,写出NaHSO4在水中的电离方程式___________。
15.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以上。
(1)下列物质不属于硅酸盐产品的是_______。
A.陶瓷 B.玻璃 C.水泥 D.生石灰
(2)埋在地下的光导纤维如果裸露在碱性土壤中,会导致断路,用离子方程式说明原因_______;工艺师常用_______填物质名称来雕刻玻璃。
(3)工业上常利用反应制备硅单质,该反应能否说明C的氧化性强于Si?_______说明理由。
(4)有一Si、Al的混合固体,欲从中分离出Si,应如何操作?_______。
16.把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物,溶于足量水中后有1.16克白色沉淀,在所得浊液中,逐滴加入1mol/L的盐酸,加入盐酸的体积与生成沉淀的质量关系如图所示:
(1)混合物中NaOH的物质的量为_______。
(2)混合物中AlCl3质量为_______。
(3)混合物中MgCl2质量为_______。
(4)P点表示盐酸的体积是_______。
17.2021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。
18.已知SiO2+2CSi+2CO↑;Si+CSiC。
现有石英砂和炭粉的混合物1mol,于高温下在电炉里充分反应后,得残留固体;若石英砂与混和物的物质的量之比n(0<n<1),试讨论n取何值时,残留物的成分及其物质的量。
n 例︰n= __ __ __ __
残留固体及物质的量(摩) Si __ __ __ __
___________。
19.两个化学兴趣小组拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律。
I.第一小组同学探究元素的非金属性强弱,设计的实验方案如下:
(1)补充下列实验报告中的实验现象和离子方程式
实验步骤 实验现象 实验结论及离子方程式
甲中溶液由无色变成橙色乙中溶液___________ 离子方程式 甲:___________ 乙: 结论:卤素单质的氧化性由强到弱的顺序为
(2)该小组设计的实验方案___________(填“合理”或“不合理”),理由是______。
II.第二小组同学探究元素C、的非金属性强弱,设计的实验方案如下:
(3)球形干燥管D的作用为___________。
(4)该小组同学用盐酸、和溶液,按图装置进行实验,观察到试管C中溶液有白色沉淀生成,甲同学认为非金属性。但乙同学认为此方案不合理,理由是___________。改进措施:在B、C两装置之间接一个盛有___________溶液的洗气瓶。
20.氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________,a中的试剂为________。
(2)b中采用的加热方式是_________,c中化学反应的离子方程式是________________,采用冰水浴冷却的目的是____________。
(3)d的作用是________,可选用试剂________(填标号)。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,________,__________,干燥,得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显____色。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO(填“大于”或“小于”)。
21.为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是_______ (从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处)。
A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.干燥器
(2)步骤⑤的实验操作名称是_______。
(3)操作⑤选用苯的理由是_______。
A.苯不溶于水 B.苯的密度比水小
C.碘在苯中比在水中溶解度更大 D.苯与碘水不反应
(4)④过程的离子方程式_______。
(5)从溶液中提取碘可用反萃取法,其流程如下:
以下是反萃取过程的操作,请按要求填空:
①操作1中向装有的溶液的_______(填仪器名称)中加入少量6mol/LNaOH溶液,反应的离子方程式为_______;
②振荡至溶液的_______色消失,静置、分层,则_______(填“上”、“下”)层为;
③将含碘的碱溶液从仪器的_______(填“上”、“下”)口倒入烧杯中;
④边搅拌边加入几滴溶液,溶液立即转为棕黄色,并析出碘晶体。
22.有A、B、C、D、E五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,已知A的L层电子数是K层电子数的两倍,D是短周期元素中原子半径最大的元素,D的单质在高温下与C的单质充分反应,可以得到与E单质颜色相同的淡黄色固态化合物,试根据以上叙述回答:
(1)元素名称:A___________;B___________;E___________;
(2)B、C、D、E的原子半径由小到大的顺序为(用元素符号或化学式表示,以下同)___________,D2C2的电子式___________,所含化学键___________。
(3)写出与反应的化学方程式___________。
(4)C、E的简单氢化物的沸点较高的是___________,原因是___________。
(5)用电子式表示化合物AC2的形成过程___________。
参考答案:
1.B
A.硅酸是一种不溶于水的二元弱酸,酸性比碳酸弱,故A正确;
B.硅酸钠溶液中通入二氧化碳,可以生成硅酸沉淀,根据强酸制备弱酸的规律,硅酸的酸性比碳酸弱,故B错误;
C.硅酸不稳定,受热分解为二氧化硅和水,故C正确;
D.硅酸的酸性弱于盐酸,根据强酸制备弱酸规律,硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得,故D正确;
故选B。
2.B
A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则碳原子的原子半径大于氮原子,故A正确;
B.元素的非金属性越强,氢化物的热稳定性越强,氟元素的非金属性强于氯元素,则氟化氢的热稳定性强于氯化氢,故B错误;
C.元素的金属性越强,金属单质的还原性越强,镁元素的金属性强于铝元素,则镁的还原性强于铝,故C正确;
D.元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,钠元素的金属性弱于钾元素,则氢氧化钠的碱性弱于氢氧化钾,故D正确;
故选B。
3.C
A.过氧化钠与人呼出的二氧化碳或水蒸气反应均生成氧气,过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,故A正确;
B.漂白粉的有效成分是次氯酸钙,次氯酸钙具有强氧化性,能使蛋白质变性而杀菌消毒;同时漂白粉在空气中会和二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,所以漂白粉既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂,故B正确;
C.生铁中的含碳量为2%~4.3%,钢中的含碳量为0.03%~2%,生铁含碳量高,生铁硬度大、抗压,性脆、可以铸造成型,是制造机座、管道的重要材料,故C错误;
D.放射性同位素可以用于透视和放疗,因此可以给金属探伤、诊断和治疗疾病,故D正确;
答案选C。
4.A
A.常温下,浓硫酸和浓硝酸会使铁发生钝化现象,可铁罐车贮存浓硫酸、浓硝酸,但浓盐酸不能使铁钝化,二者发生反应,不能用铁罐车贮存浓盐酸,故A错误;
B.高纯度的硅为半导体材料,可用于制作计算机的芯片和太阳能电池,故B正确;
C.碳酸氢钠受热易分解释放出二氧化碳,可使糕点膨松,可用作焙制糕点的发酵粉,碳酸氢钠的水溶液显弱碱性,也可用作治疗胃酸过多的药剂,故C正确;
D.金属镁燃烧时发出耀眼的白光,常用来制造信号弹和焰火,氧化镁熔点高,是优质的耐高温材料,故D正确;
答案选A。
5.C
原子符号左上角的数字为质量数,左下角的数字为质子数,则的中子数=质量数-质子数=297-118=179,核外电子数=质子数=118,故该元素原子的核内中子数与核外电子数之差为179-118=61,故C正确;
故选C。
6.C
短周期元素X、Y是元素周期表中第ⅦA族的两种元素。X原子的电子层数比Y原子的电子层数少,可推知X为F元素、Y为Cl元素。
A.HF属于弱酸,HCl属于强酸,HF的酸性比HCl的弱,故A正确;
B.非金属性F>Cl,故氢化物稳定性:HF>HCl,故B正确;
C.氟气与水发生反应,不能置换出氯气,故C错误;
D.同主族自上而下非金属性减弱,故非金属性F>Cl,故D正确;
故选:C。
7.D
D的最高正价与最低负价代数和为6,则D为Cl元素;
工业上采用在二氧化钛与A的单质混合物中通入D的单质,高温下反应得到化合物X和一种常见的可燃性气体Y(化学式为AB),X与金属单质C反应制得单质钛,这种常见的可燃性气体为CO,则A为C元素,B为O元素,X为TiCl4;
工业上用金属镁还原TiCl4制得金属钛,则C为Mg元素;
综上所述,A、B、C、D分别为:C、O、Mg、Cl,据此分析解答。
A.因为镁会与空气中的氮气、氧气、二氧化碳反应,则金属镁还原TiCl4制得金属钛时不能在空气的氛围中反应,故A正确;
B.Mg能在CO2中燃烧,故B正确;、
C.D为Cl,B为O,由二者组成的化合物中ClO2具有强氧化性,可用于饮用水消毒,故C正确;
D.D为Cl,B为O,C为Mg,Cl-核外有3个电子层,O2-和Mg2+核外电子排布相同,均有2个电子层,当核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则它们的简单离子半径:D>B>C,故D错误。
答案选D。
8.D
①质子数决定元素种类,质子数相同的粒子不一定是同种元素,可能为分子,如H2O和NH3,故错误;
②同位素为同种元素的原子,化学性质基本相同,故正确;
③元素不谈质量数,一种元素的原子可能有不同的质量数,故错误;
④电子数相同的微粒不一定是同一种原子,可能为分子,如HF、H2O,故正确;
综上所述,②④正确,故选:D。
9.D
Z的原子序数与Q的最外层电子数相同,说明Z为第二周期,Q为第三周期元素,依据有机物结构简式可知,元素Y形成四个键,应为C元素,则Z、W依次为N、O元素,Q则为Cl元素,X为H元素。
A.W、Q的简单氢化物依次为、HCl,其沸点由高到低顺序为,A错误;
B.Q、Y、Z对应最高价含氧酸分别为、、,满足酸性强弱顺序为,但含氧酸则不正确,如HClO酸性弱于,B错误;
C.N元素2p轨道半充满,较为稳定,元素第一电离能最大,即顺序应为,C错误;
D.元素X、Z、W形成的离子化合物中含有的为正四面体结构离子,D正确。
故选D。
10.C
根据原子结构示意,有3个电子层,位于第三周期,最外层电子数为3,位于第ⅢA族,所以该元素在周期表中位置为第3周期第ⅢA族,故选C。
11.A
A.根据主族元素在周期表中所处的位置无法确定其相对原子质量,故A选;
B.主族元素所在周期数,等于原子核外电子层数,故B不选;
C.主族元素所在族序数,等于原子核外最外层电子数,故C不选;
D.根据主族元素所在周期数和族序数,可确定其原子核外电子总数,即核电荷数,故D不选;
故答案为A。
12.C
A.SO2的还原性将KMnO4还原而使其褪色,A错误;
B.NO2与水反应生成HNO3和NO,故NO2不是酸性氧化物,B错误;
C.Si的最高价氧化物对应水化物H2SiO3的酸性弱于C的最高价氧化物对应水化物H2CO3,故非金属性C强于Si,C正确;
D.CaCO3难溶于水,但由于碳酸酸性弱于盐酸,CO2与CaCl2溶液不反应,D错误;
故选C。
13. SiH4 HCl 增强 四种元素原子的电子层数虽相同,但最外层电子数依次增加,随着核电荷数依次递增,原子半径依次减小,核对外层电子的引力逐渐增大,得电子能力逐渐增强,因此,非金属性逐渐增强 能够发生,因非金属性Cl>S,氧化性Cl2>S,故Cl2能置换出H2S中的硫
(1)根据表中信息可判断,硅与氢气化合的条件最高,因此所形成的氢化物中稳定性最差的是SiH4。氯气与氢气最容易化合,这说明氯元素的非金属性最强,非金属性越强,相应氢化物的还原性越弱,则还原性最差的是HCl。
(2)根据与氢气化合的难易程度及最高价氧化物水化物的酸性强弱可知四种元素的非金属性随着元素原子序数的递增而逐渐增强。这是由于四种元素原子的电子层数虽相同,但最外层电子数依次增加,随着核电荷数依次递增,原子半径依次减小,核对外层电子的引力逐渐增大,得电子能力逐渐增强,因此,非金属性逐渐增强。
(3)因非金属性Cl>S,氧化性Cl2>S,故Cl2能置换出H2S中的硫。
14. 1nm~100nm或者10-9m~10-7m Na2O2 放热反应 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ 弱碱性 不能 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O NaHSO4=Na++H++SO
(1)向沸水中滴加2mL饱和FeCl3溶液,继续加热至液体呈红褐色,得到氢氧化铁胶体,胶体中分散质的微粒直径大小为1nm~100nm或者10-9m~10-7m之间;故答案为1nm~100nm或者10-9m~10-7m;
(2)淡黄色粉末,能提供氧气,即该物质为过氧化钠,其化学式为Na2O2;过氧化钠能与水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,脱脂棉燃烧,说明该反应为放热反应;故答案为Na2O2;放热反应;
(3)Fe3+具有强氧化性,与Cu发生2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+;故答案为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+;
(4)氢氧化铝能治疗胃酸过多,体现氢氧化铝的弱碱性;氢氧化钠的碱性太强,因此不能用氢氧化钠溶液代替氢氧化铝;故答案为弱碱性;不能;
(5)H2O2具有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;故答案为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(6)NaHSO4为强电解质,在水溶液中的电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO;故答案为NaHSO4=Na++H++SO。
15.(1)D
(2) 氢氟酸
(3)不能,该反应中C是还原剂,不体现氧化性
(4)将混合物溶于足量的稀盐酸,待固体不再溶解时,过滤,洗涤并干燥所得固体
【解析】(1)
陶瓷、玻璃、水泥的主要成分均是硅酸盐,而生石灰是CaO,不属于硅酸盐,故选D;
(2)
光导纤维的成分二氧化硅能与碱反应,故离子方程式为; HF能与氧化硅反应,故用氢氟酸雕刻玻璃;
(3)
不能说明氧化性的强弱,因为该反应中C作还原剂,不体现氧化性;
(4)
分离Si. Al的混合固体中的Si,先将混合物溶于足量的稀盐酸,待固体不再溶解时,过滤,洗涤并干燥所得固体,故答案为:将混合物溶于足量的稀盐酸,待固体不再溶解时,过滤,洗涤并干燥所得固体。
16. 0.09mol 1.335g 1.9g 90mL
(1)~(3)由生成沉淀的质量关系图可知,滴加的前10mL稀盐酸,没有影响沉淀的量,说明滴加的稀盐酸在与混合物中剩余的氢氧化钠发生反应;继续滴加稀盐酸时,沉淀量增加,此时稀盐酸与NaAlO2发生反应产生Al(OH)3沉淀;此后再滴加的稀盐酸与氢氧化铝和氢氧化镁的沉淀发生反应,直至Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀全部溶解;综合以上分析,混合物中的氢氧化钠溶于水后与氯化镁、氯化铝发生反应后还有剩余,剩余的氢氧化钠与稀盐酸发生反应;固体物中的氯化铝与氢氧化钠反应生成NaAlO2;因此,计算出的质量就可以根据反应的化学方程式计算氯化铝的质量;(4)P点为全部反应完全反应后所消耗稀盐酸的量,需要计算出氢氧化铝、氢氧化镁两种沉淀物完全溶解所消耗稀盐酸的量。
(1)~(3)问:从图中可以看出,Mg(OH)2的质量为1.16 g,即=0.02 mol,根据反应:MgCl2+2NaOH═2NaCl+Mg(OH)2↓,m(MgCl2)=0.02 mol×95 g mol-1=1.90 g,n1(NaOH)=2n[Mg(OH)2]=0.04 mol,开始至加入10 mL盐酸,发生反应:NaOH+HCl═NaCl+H2O,n2(NaOH)=n(HCl)=1.0mol L-1×10×10-3L=0.01mol,盐酸的加入量从10~20 mL 发生反应:NaAlO2+HCl+H2O═Al(OH)3↓+NaCln(NaAlO2)=n(HCl)=1.0 mol L-1×(20-10)×10-3L=0.01 mol,根据反应:AlCl3+4NaOH═NaAlO2+3NaCl+2H2O,n3(NaOH)=4n(NaAlO2)=0.04 mol,m(AlCl3)=0.01 mol×133.5 g mol-1=1.335g,n(NaOH)=0.04 mol+0.01mol+0.04 mol=0.09mol,故答案为:(1)0.09mol;(2)1.335g;(3)1.90g;
(4)根据反应:Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O,Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O,n(HCl)=0.01 mol×3+0.02 mol×2=0.07 mol,V(HCl)==70mL,P点加入盐酸的体积为20mL+70mL=90mL,故答案为:90mL。
17.(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。
18.
n值 n= n= <n<1 <n< 0<n<
残留固体及 物质的量 Si mol SiC mol Si mol SiO2 mol Si(4n-1)mol SiC(1-3n)mol SiC nmol C(1-4n)mol
根据反应SiO2+2CSi+2CO↑,Si+CSiC可得:SiO2+3CSiC+2CO↑;
①当n=时,二氧化硅与C恰好反应生成一氧化碳和单质硅,残留的固体为Si,其物质的量为mol;
②当n=时,二氧化硅与C恰好反应生成SiC,残留的固体为SiC,物质的量为mol;
③当<n<1时,二氧化硅过量,反应后的固体为SiO2和Si的混合物,根据反应SiO2+2CSi+2CO↑,C完全反应,则生成Si的物质的量为:n(Si)=n(C)=×(1-n)mol=mol,剩余的二氧化硅为:n-mol=mol;
④当<n<时,二氧化硅与碳完全反应生成Si和SiC,设生成Si为ymol,则生成SiC为:nmol-ymol,根据C的物质的量关系可得:2ymol+3(nmol-ymol)=(1-n)mol,解得:y=(4n-1)mol,即Si的物质的量为(4n-1)mol,则SiC的物质的量为:nmol-(4n-1)mol=(1-3n)mol;
⑤当0<n<时,则反应后C有剩余,残留固体为SiC和C,二氧化硅完全反应,则残留固体中含有SiC的物质的量为:nmol,根据反应SiO2+3CSiC+2CO↑,剩余C的物质的量为:(1-n)mol-3nmol=(1-4n)mol,故答案为:
n值 n= n= <n<1 <n< 0<n<
残留固体及物质的量 Simol SiCmol Si mol SiO2 mol Si(4n-1)molSiC(1-3n)mol SiC nmolC(1-4n)mol
19.(1) 由无色变成黄褐色
(2) 不合理 该实验只能证明的氧化性强于和,无法判断和氧化性强弱关系
(3)防止倒吸
(4) 盐酸有挥发性,挥发出的和溶液反应也会产生白色沉淀 饱和
元素非金属性越强,其单质氧化性越强,简单阴离子还原性越弱;元素非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强。
(1)
甲试管中氯水与溶液发生反应,溶液由无色变为橙色,生成了Br2,其离子方程式为:;乙试管中氯水与溶液发生反应,生成了I2,可看到溶液由无色变为黄褐色,离子方程式为:。
(2)
由甲试管中的反应可证明氯气的氧化性比溴强,乙试管中的反应可证明氯气的氧化性比碘强,但无法证明溴和碘的氧化性强弱,因此该小组设计的实验方案不合理。
(3)
球形干燥管D的容积较大,能够防止倒吸,避免C中液体进入锥形瓶中。
(4)
盐酸具有挥发性,锥形瓶中制得的二氧化碳中会混有盐酸挥发出的氯化氢,氯化氢能和硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,即无法证明是二氧化碳与硅酸钠溶液反应,为了防止氯化氢产生干扰,应在B、C装置间连接盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,除去二氧化碳中的氯化氢。
20. 圆底烧瓶 饱和食盐水 水浴加热 Cl2+2OH =ClO +Cl +H2O 避免生成NaClO3 吸收尾气(Cl2) AC 过滤 少量(冷)水洗涤 紫 小于
本实验目的是制备KClO3和NaClO,并探究其氧化还原性质;首先利用浓盐酸和MnO2粉末共热制取氯气,生成的氯气中混有HCl气体,可在装置a中盛放饱和食盐水中将HCl气体除去;之后氯气与KOH溶液在水浴加热的条件发生反应制备KClO3,再与NaOH溶液在冰水浴中反应制备NaClO;氯气有毒会污染空气,所以需要d装置吸收未反应的氯气。
(1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶;a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体;
(2)根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热,该加热方式为水浴加热;c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠,结合元素守恒可得离子方程式为Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O;根据氯气与KOH溶液的反应可知,加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐,所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3;
(3)氯气有毒,所以d装置的作用是吸收尾气(Cl2);
A.Na2S可以将氯气还原成氯离子,可以吸收氯气,故A可选;
B.氯气在NaCl溶液中溶解度很小,无法吸收氯气,故B不可选;
C.氯气可以Ca(OH)2或浊液反应生成氯化钙和次氯酸钙,故C可选;
D.氯气与硫酸不反应,且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度,故D不可选;
综上所述可选用试剂AC;
(4)b中试管为KClO3和KCl的混合溶液,KClO3的溶解度受温度影响更大,所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量(冷)水洗涤、干燥,得到KClO3晶体;
(5)1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化,2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质,即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO;碘单质更易溶于CCl4,所以加入CCl4振荡,静置后CCl4层显紫色。
21.(1)BDE
(2)萃取、分液
(3)ACD
(4)2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
(5) 分液漏斗 紫红 下 上
由流程可知:①为海带在坩埚中灼烧后;②为浸泡溶解;③为过滤分离出含碘离子的溶液,④中发生2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,得到含碘水溶液,⑤中加苯萃取并分液,⑥为蒸馏分离出碘。(5)向碘的四氯化碳溶液中加入6 mol/L NaOH溶液,发生歧化反应,产生可溶性NaI、NaIO3、H2O,而与四氯化碳分层,然后分液,分液操作时应该采取“下流上倒”方法,然后向水溶液中加入少量稀硫酸,发生归中反应:5I-++6H+=3I2+3H2O,得到I2单质。
(1)
步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是泥三角、坩埚、酒精灯,故合理选项是BDE;
(2)
操作⑤是向含有I2的水溶液中加苯萃取,然后分液,得到碘的苯溶液;
(3)
在操作⑤选用苯作萃取剂,是由于苯不溶于水,碘在苯中比在水中溶解度更大,且苯与碘水不反应,故合理选项是ACD;
(4)
④是在酸性条件下H2O2将I-氧化为I2,H2O2被还原为H2O,该反应的离子方程式为:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O;
(5)
在进行反萃取时,①操作1向装有I2的CCl4溶液的分液漏斗中加入少量6 mol/L NaOH溶液,I2与NaOH发生歧化反应产生NaI、NaIO3、H2O,该反应的离子方程式为:;
②I2的CCl4溶液显紫色,若振荡至溶液紫红色消失,然后静置、分层,由于CCl4的密度比水大,且与水互不相溶,因此下层为CCl4层;
③分液时将含有碘的碱溶液从分液漏斗的上口倒入烧杯中;
④边搅拌边加入几滴45%H2SO4溶液,发生反应:5I-++6H+=3I2+3H2O,反应产生I2使水溶液立即转为棕黄色,并析出碘晶体。
22. 碳 氮 硫 O有A、B、C、D、E五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,已知A的L层电子数是K层电子数的两倍,则A为碳;D是短周期元素中原子半径最大的元素,同周期元素原子半径随核电荷数增大而减小,同主族元素原子半径随核电荷数增大而增大,所以D为钠;D的单质在高温下与C的单质充分反应,可以得到与E单质颜色相同的淡黄色固态化合物,则C为氧,E为硫;B在碳、氧中间,则B为氮;
(1)根据上述分析,元素名称为:A为碳; B为氮; E为硫;
(2)同周期元素原子半径随核电荷数增大而减小,同主族元素原子半径随核电荷数增大而增大,所以B、C、D、E的原子半径由小到大的顺序为O N;过氧化钠的电子式为:;氧原子间以共价键结合,过氧根和钠离子以离子键结合,所以所含化学键离子键和共价键;
(3)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:;
(4)C的氢化物是H2O,常温常压下为液态,E的氢化物为H2S,常温常压下为气态,的简所以沸点较高的是H2O;原因是水分之间存在氢键;
(5) 用电子式表示化合物二氧化碳的形成过程:。