第1章第3节元素周期表的应用同步练习 （含答案）2022-2023学年下学期高一化学鲁科版（2019）必修第二册

第1章第3节元素周期表的应用同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．党的二十大报告指出我国已进入创新型国家行列。下列说法正确的是
A．“华龙一号”核电机组使用的氦气不存在分子
B．“奋斗者号”潜水器含钛合金，其强度、韧性高于纯钛金属
C．“祖冲之二号”中的半导体存储器主要成分为
D．“嫦娥五号”带回的月壤中含有磁铁矿，其主要成分为
2．下列试剂的保存错误的是
A．金属钠保存在煤油中 B．氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
C．新制氯水用无色的广口瓶保存 D．硝酸保存在棕色细口瓶中
3．铝土矿中主要含有Al2O3，还有少量Fe2O3，SiO2杂质，从铝土矿中冶炼金属铝方法如图所示(步骤①、②、③中每步反应结束后经过过滤才进行下一步反应)。下列有关说法不正确的是
A．电解熔融氧化铝制取金属铝时加入冰晶石的作用是降低氧化铝熔融所需的温度
B．步骤②的作用是除去母液1中的Fe3+的H+
C．步骤③生成沉淀的离子反应方程式为AlO+CO2+2H2O=HCO+Al(OH)3↓
D．将步骤①和步骤②顺序颠倒，再通入足量CO2也能得到氢氧化铝沉淀
4．下列说法不正确的是
A．陶瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成
B．普通玻璃以火碱、石灰和石英砂为原料，发生复杂的物理和化学变化制得
C．普通硅酸盐水泥以黏土和石灰石为主要原料
D．向水泥中加入适量的石膏可以调节水泥硬化速率
5．下列各组中，微粒按氧化性由弱到强、原子或离子半径由大到小的顺序排列的是
A．O、Cl、S、P B．、、、
C．Rb、K、Na、Li D．、、、
6．短周期主族元素X、Y、Z的原子核外最外层电子数之和为11，它们在元素周期表中的位置如图所示。下列说法正确的是
X
Y Z
A．X、Y的最高价氧化物分别属于酸性氧化物和碱性氧化物
B．Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应都能产生气体
C．原子半径：X＜Y＜Z
D．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱
7．X、Y、Z、W均为短周期主族元素，原子序数依次增大。X与Z位于同一主族，Z的核外电子数是X的2倍，Y、Z、W原子的最外层电子数之和等于Z的核外电子数。下列说法正确的是
A．原子半径由小到大的顺序为X＜Y＜Z＜W
B．Z的最高价氧化物对应的水化物为弱酸
C．Y单质在一定条件下可以与氧化铁发生置换反应
D．W的非金属性弱于Z
8．如图是部分1～18号元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是
A．原子半径：Z>Y>X
B．离子半径：Z>Y>X
C．元素W的最高价和最低价代数和为4
D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物不能相互反应
9．碲(Te)是52号元素，位于周期表中VIA族，处于金属区与非金属区的交界线上。下列叙述错误的是
A．碲的单质具有半导体的性能
B．碲化氢(H2Te)比H2S更稳定
C．碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)
D．H2TeO4的酸性比H2SO4弱
10．下列关于元素和元素周期表的叙述正确的是
A．周期表包含元素最多的族是第VIII族
B．质子数相同的粒子一定是同种元素
C．IA族元素与VIA族元素间形成的化合物可能不只一种
D．用中文“镆”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第14列
11．已知短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y在周期表中的周期数等于其族的序数，其在周期表的相对位置如下图所示。
X
Y Z W
下列说法正确的是
A．W元素的原子半径，在同周期主族元素中是最小的
B．X元素原子的最高价为＋6价
C．Z的原子序数是X的3倍
D．Y的氢氧化物化学式为Y(OH)2
12．几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表，下列说法正确的是
元素代号 A B C D E F
化合价 -2 ＋4、-4 -1 ＋5、-3 ＋3 ＋1
原子半径/nm 0.074 0.077 0.099 0.110 0.143 0.186
A．A和B只能形成一种常见化合物
B．D元素的单质不存在同素异形体
C．C的氧化物对应水化物的酸性一定比B的强
D．A、E的简单离子半径由大到小的顺序是A>E
13．如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图，下列说法不正确的是
A．单质①是最活泼的非金属单质
B．单质④的氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强
C．保存少量的单质③时加少量水进行水封
D．单质②能使品红溶液褪色
14．下列关于硅及其化合物的叙述正确的是
A．自然界中存在大量的单质硅
B．硅单质可用于制造硅太阳能电池
C．二氧化硅在电子工业中是重要的半导体材料
D．二氧化硅与氢氟酸和氢氧化钠均能反应，属于两性氧化物
15．目前周期表七个周期均已排满，共118种元素。短周期元素W、X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示，且四种元素的原子最外层电子数之和为24。下到说法不正确的是
A．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y
B．W的氢化物与Z的氢化物反应，产物的水溶液呈碱性
C．在元素周期表中，117号元素与Z元素位于同一主族
D．工业上常用YX2漂白纸浆、毛、丝等
二、实验题
16．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：
Si＋3HClSiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量H2在1 000 ℃～1 100 ℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为_______________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为_______________________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：
①装置B中的试剂是浓硫酸。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是_______________________________________；
装置D中发生反应的化学方程式为____________________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置中的空气。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂是______(填字母)。
a．碘水 b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液　e．Na2SO3溶液
17．为除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请从下列提供的试剂和操作中选出能达到该目的的选项，将其序号填在表内。
试剂：A．盐酸； B．烧碱溶液； C．氧气； D．水； E.二氧化碳； F.不用其他试剂
操作：①加热至燃烧；②加热至熔融；③充分加热；④过滤；⑤结晶
物质 试剂 操作
(1) () ____ ____
(2) () ____ ____
(3) () ____ ____
(4) () ____ ____
三、工业流程题
18．光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段，氮化硅是一种优良的高温结构陶瓷，可用于火箭发动机和高温电极材料。合成光导纤维及氮化硅的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)反应Ⅰ的化学方程式为___________，氧化剂为___________(填化学式)。
(2)经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下：
组分名称 SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 HCl BCl3 PCl3
质量分数 0.545 0.405 0.046 2 0.000 3 0.001 93 0.001 57
沸点/℃ 57.6 31.8 8.2 -85 12.5 75.5
图中“操作X”的名称为___________。
(3)反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途为___________；反应Ⅳ的化学方程式为___________。
19．晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。
(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下：
石英砂的主要成分是SiO2，在制备粗硅时，焦炭的作用是__________(填“氧化剂”或“还原剂”)；在该反应中，若消耗了3.0 g SiO2 ，则转移电子的总数为_______________。
(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0 ℃)与过量H2在1 000 ℃～1 100 ℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。
①装置B中的试剂是___________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是______________________；装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________。
③为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂有______(填字母)。
a.碘水 b.氯水　 c.Na2SO3溶液　 d.KSCN溶液
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．B
【详解】A．氦气是氮原子分子，故A错误；
B．钛合金为合金材料，硬度大，其强度、韧性高于纯钛金属，故B正确；
C．“祖冲之二号”中的半导体存储器主要成分为Si，故C错误；
D．磁铁矿主要成分为，故D错误。
综上所述，答案为B。
2．C
【详解】A．金属钠在空气中易被氧化，需隔绝空气，钠与煤油不反应且密度比煤油大，通常保存在煤油中，A正确；
B．氢氧化钠溶液能与二氧化硅反应，生成的硅酸钠能将瓶塞与瓶口黏合，所以盛放氢氧化钠溶液试剂瓶不能用磨口玻璃塞，B正确；
C．新制氯水中的次氯酸见光易分解，所以应盛放在棕色的细口瓶保存，C错误；
D．硝酸见光易分解，所以硝酸应保存在棕色细口瓶中，D正确；
故选C。
3．D
【分析】铝土矿的主要成分是Al2O3，含有杂质SiO2、Fe2O3，因Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应，Fe2O3不与NaOH溶液反应；除SiO2不与盐酸反应外，Al2O3、Fe2O3均与盐酸反应；结合流程可知，步骤①中，用盐酸浸取铝土矿井过滤得到母液1，母液1含有AlCl3、FeCl3；向母液1中加入过量烧碱除去H+、Fe3+，并将Al3+转化为，过滤得到母液2，母液2中含有NaAlO2；向母液2中通入过量二氧化碳，得到Al(OH)3；加热Al(OH)3分解得到Al2O3，再电解氧化铝可得到Al。
【详解】A．氧化铝熔点较高，需要加入冰晶石，降低氧化铝熔融所需的温度，A项正确；
B．步骤②中加入过量NaOH溶液，作用是除去、，B项正确；
C．通入足量二氧化碳与偏铝酸根反应：，C项正确；
D．将步骤①和步骤②顺序颠倒，母液2中含有、Fe3+，再通入足量CO2能得不到氢氧化铝沉淀，D项错误；
故选D。
4．B
【详解】A．生产陶瓷的主要原料是黏土，将黏土做成具体形状，然后高温烧结，从而获得陶瓷制品，A正确；
B．普通玻璃的生产原料是火碱、石灰石和石英砂，石灰的主要成分为氧化钙，而石灰石的主要成分为碳酸钙，B不正确；
C．普通硅酸盐水泥是以黏土和石灰石为主要原料，经高温烧结，再添加石膏制成，C正确；
D．为调节水泥的硬化速率，向水泥中加入适量的石膏，石膏加入越多，水泥凝固越慢，D正确；
故选B。
5．D
【详解】A．元素非金属性越大，形成单质的氧化性越强，由于氧、硫元素同一主族，则单质氧化性O＞S，Cl、S、P同一周期，则单质氧化性：Cl＞ S＞P；电子层越大，微粒半径越大，若电子层一样，则核电荷数越大，半径越小，所以原子半径：P＞S＞Cl＞O，A项不符合题意；
B．钙、钡元素同一主族，则金属性钡＞钙＞铝，则还原性钡＞钙＞铝，还原性越强，对应离子氧化性越弱，则离子氧化性：＞＞，B项不符合题意；
C．Rb、K、Na、Li是同一主族元素，还原性逐渐减弱，原子不具备氧化性，原子半径：Rb＞K＞Na＞Li ，C项不符合题意；
D．根据金属活动性顺序表，金属还原性越强，对应离子氧化性越弱。则离子氧化性：＞＞＞，离子半径K+ >Mg2+ > Al3+ > H+，D项符合题意；
故答案选D。
6．B
【分析】设Z元素原子的最外层电子数为x，则X元素原子的最外层电子数为x，Y元素原子的最外层电子数为x-1，依题意有x+(x-1)+x=11，故x=4，X、Y、Z分别为C、Al、Si，以此解题。
【详解】A．CO2为酸性氧化物，但Al2O3为两性氧化物，A项错误；
B．Al与NaOH溶液或盐酸反应都产生H2，B项正确；
C．电子层数越多半径越大，同周期越靠左半径越大，故原子半径大小顺序为CD．非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性：C>Si，故酸性：H2CO3> H2SiO3，D项错误；
故选B。
7．C
【分析】X、Y、Z、W均为短周期主族元素，原子序数依次增大。X与Z位于同一主族，Z的核外电子数是X的2倍，推断X是O元素，Z是S元素；Y、Z、W原子的最外层电子数之和等于Z的核外电子数，设Y、W的原子最外层电子数为y、w，则有y + 6 +w =16，Z、W均为短周期主族元素，原子序数依次增大，Z是S，则W是Cl，即w=7，则y=3，则Y为Al元素。故X、Y、Z、W分别是O、Al、S、Cl。
【详解】A．同周期元素原子原子半径从左往右减小，同族元素从上往下增大，故原子半径由小到大的顺序为OB．据分析，Z是S元素，其最高价氧化物对应的水化物是H2SO4，为弱酸，B错误；
C．Y单质是Al，在一定条件下可以与氧化铁发生置换反应，是铝热反应，反应方程式：，C正确；
D．据分析，W和Z分别是Cl和S，同周期元素非金属性从左往右增强，故Cl的非金属性强于S，D错误；
故选C。
8．C
【分析】根据图示可知，1～18号元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大，X最低-2价，没有正价，推断为O元素；Y只有+1价，推断为Na元素；Z最高+3价推断为Al元素；W最高+6价，最低-2价，推断为S元素；R最高+7价，最低-1价，推断为Cl元素。
【详解】A．同周期原子半径从左往右减小，同主族从上往下增大，故原子半径：Na>Al>O，即Y>Z>X，A错误；
B．电子层数多的离子半径较大，相同电子层数的则核电荷数多的半径小，离子半径：O2->Na+>Al3+，即X>Y>Z，B错误；
C．据分析，元素W是S，其最高价+6价和最低价-2价的代数和为4，C正确；
D．据分析，Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH和Al(OH)3，二者能相互反应：NaOH + Al(OH)3 = NaAlO2 + 2H2O，D错误；
故选C。
9．B
【详解】A．碲处于金属区与非金属区的交界线上，其单质具有半导体的性能，A正确；
B．碲的非金属性比硫弱，则其简单氢化物的稳定性比H2S弱，B错误；
C．硫与碲在同一主族，硫可在空气中燃烧生成二氧化硫，则碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)，C正确；
D．碲的非金属性比硫弱，则其最高价氧化物的水化物H2TeO4的酸性比硫的最高价氧化物的水化物H2SO4弱，D正确；
故选B。
10．C
【详解】A．周期表包含元素最多的族是第IIIB族，包含镧系和锕系，共32种元素，A项错误；
B．质子数相同的粒子不一定是同种元素，如和Ne，都含10个质子，却不是同种元素，B项错误；
C．ⅠA族元素如H、Na与ⅥA族元素如O，可形成、、、，C项正确；
D．用中文“镆”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第15列，D项错误；
答案选C。
11．A
【分析】由Y在周期表中的周期数等于其族的序数，可知Y为Al元素，根据元素位置关系，进一步推知：X为O，Z为S，W为Cl。
【详解】A．同一周期主族元素，从左到右原子半径逐渐减小，氯元素的原子半径在同周期主族元素中是最小的，A正确；
B．氧元素原子的最高价为＋2价，不等于其主族序数，B错误；
C．硫的原子序数是16，氧的原子序数是8，16是8的2倍，C错误；
D．铝的氢氧化物的化学式为Al(OH)3，D错误；
故选A。
12．D
【分析】几种短周期元素的原子半径及某些化合价如表，A有-2价，B有-4、＋4价，B处于ⅣA族，且A的原子半径与B相差不大，则A为O，B为C；C为-1价，根据原子半径可知C是Cl；D有-3、＋5价，原子半径大于Cl，则D是P；E有＋3价，F有＋1价，原子半径均大于P，所以E是Al，F是Na。
【详解】A．A(O)和B(C)能形成两种常见化合物，即一氧化碳和二氧化碳，A错误；
B．D为P元素，磷的单质有红磷和白磷，存在同素异形体，B错误；
C．C(Cl)的氧化物对应水化物的酸性不一定比B(C)的强，如HClO的酸性小于H2CO3，C错误；
D．A、E的简单离子分别是O2-、Al3＋，离子核外电子排布相同，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径大小顺序为：A(O2-)>E(Al3＋)，D正确；
故选D。
13．B
【详解】A．卤素单质都属于分子晶体，其单质的沸点与其相对分子质量成正比，根据图象知，①②③④分别是F2，Cl2，Br2，I2卤族元素中，金属的非金属性随着原子序数增大而减弱，非金属性越强，其单质越活泼，所以单质活泼性最强的是F2，A正确；
B．一般情况下结构相似的物质，相对分子质量越大，物质的熔、沸点就越高。但是由于下原子半径小，所以在HF分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使物质的熔、沸点中HF最高，B错误；
C．溴易挥发，在水中的溶解度较小，且密度大于水，所以为防止溴挥发，可以用水液封，则单质③保存时加少量水进行水封，C正确；
D．氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂性，所以单质②能使品红溶液褪色，D正确；
答案选B。
14．B
【详解】A．硅有较强的亲氧性，自然界中没有游离态的硅，A错误；
B．制造太阳能电池的主要材料是硅单质，B正确；
C．晶体硅在电子工业中是重要的半导体材料，C错误；
D．二氧化硅与氢氟酸和氢氧化钠均能反应，但SiO2与氢氟酸反应为其特性不是能与所有酸反应的通性，故其属于酸性氧化物，D错误；
故选B。
15．B
【分析】设X原子最外层电子数为a，根据W、X、Y、Z在周期表中的相对位置，则a-1+2a+a+1=24，a=6，所以W是N元素、X是O元素、Y是S元素、Z是Cl元素。
【详解】A．同周期元素从左到右，元素非金属性增强，最高价氧化物的水化物酸性越强，所以酸性HClO4>H2SO4，故A正确；
B．NH3与HCl反应生成NH4Cl，NH4Cl溶液呈酸性，故B错误；
C．117号元素在周期表中的位置是第七周期ⅦA族，与Cl元素位于同一主族，故C正确；
D．SO2具有漂白性，工业上常用SO2漂白纸浆、毛、丝等，故D正确；
选B。
16． SiO2＋2CSi＋2CO↑ 分馏(或蒸馏) 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 有固体物质生成 SiHCl3＋H2Si＋3HCl b、d
【详解】(1)根据题给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得，故反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑；
(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行；
(3)①C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应；
②根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象为有固体产生；SiHCl3和H2反应生成Si和HCl，Si元素化合价由+2价下降到0价，H元素由0价上升到+1价，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为：SiHCl3＋H2Si＋3HCl；
④铁与盐酸反应产生Fe2＋，常常采用先将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后再加入KSCN溶液看是否变红来检验，故答案为：b、d。
17． F ③ A ④ C ① D ④⑤
【分析】除杂的一般原则：①引入的试剂一般只跟杂质反应；②后续试剂能除去过量的前一种试剂；③不引入新杂质；④杂质与试剂生成的物质易与被提纯物分离；⑤尽可能将杂质转化为所需物质；⑥加入试剂顺序要合理。
【详解】(1)碳酸氢钠受热分解可以生成碳酸钠，故答案为：F；③；
(2)碳酸钙和稀盐酸反应变成可溶于水的氯化钙，而二氧化硅和稀盐酸不反应，故答案为：A；④；
(3)硅可以和氧气反应生成二氧化硅，故答案为：C；①；
(4)氯化钠易溶于水，而二氧化硅不溶于水，可以先加水溶解过滤得滤液，再加热结晶的纯净的氯化钠，故答案为：D；④⑤。
18．(1) SiO2＋2CSi＋2CO↑ SiO2
(2)精馏(或蒸馏)
(3) 制取盐酸(或其他合理答案) 3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl
【分析】石英砂的主要成分是SiO2，和焦炭反应生成粗硅和CO，粗硅和氯气反应生成SiCl4，生成的SiCl4可以用来制光导纤维，也可以和氨气反应得到Si3N4。
(1)
反应I是二氧化硅与焦炭反应生成硅，化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑，氧化剂为SiO2；
(2)
根据表格数据，多种杂质的沸点不同，图中“操作X”的名称为蒸馏；
(3)
反应III和IV均有氯化氢生成，可以用来制取盐酸；反应IV的化学方程式为3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl。
19． 还原剂 1.204×1023或0.2NA 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 有固体物质生成 SiHCl3＋H2Si＋3HCl bd
【分析】(1)根据工艺流程写出化学方程式，从化合价的变化判断焦炭的作用，根据化学方程式和质量关系求出转移的电子数；
(2) ①A生成的氢气经过干燥，进入D与从C中汽化的SiHCl3反应制粗硅，B是干燥装置，②氢气和SiHCl3发生置换反应，写出化学方程式；
③选择检验亚铁离子的试剂；
【详解】(1)根据流程可知，化学方程式为SiO2+2CSi+2CO，碳的化合价升高，做还原剂， 1mol SiO2参加反应转移的电子数为4mol，反应中消耗了3.0 g SiO2 ，n==0.05 mol，转移电子为0.2 mol，即1.204×1023或0.2NA；
(2)SiHCl3能与H2O强烈反应，需要用浓硫酸干燥氢气，反应需要的温度比较高，在D中反应，SiHCl3的沸点较低，C中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化；
②装置D中有硅单质生成，即有固体物质生成 。此反应为 SiHCl3＋H2Si＋3HCl；
③亚铁离子的检验通常用的方法是：先向溶液中加入KSCN，溶液不变红色，再加入氯水溶液变红色，即可却确定有亚铁离子，答案为bd。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页