第1章 原子结构 元素周期律 测试题(含解析) 2022-2023学年高一下学期化学鲁科版(2019)必修第二册

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名称 第1章 原子结构 元素周期律 测试题(含解析) 2022-2023学年高一下学期化学鲁科版(2019)必修第二册
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-28 08:35:31

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第1章《原子结构 元素周期律》测试题
一、单选题(共12题)
1.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程,下列说法或离子方程式正确的是
A.SiO2能与氢氧化钠及氢氟酸反应,属于两性氧化物
B.Na2SiO3溶液中通入过量的CO2:SiO+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO
C.粗硅提纯过程中只有HCl可循环利用
D.硅胶可用作食品干燥剂
2.下列物质间的转化,能通过化合反应一步直接实现的是
A.S→SO3 B.Fe→FeCl3 C.Na2CO3→Na2SiO3 D.SiO2→H2SiO3
3.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是
选项 事实 推论
A 与冷水反应,Na比Mg剧烈 金属性:Na>Mg
B Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2 金属性:Ca>Mg
C SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2 非金属性:S>C
D t℃时,Br2+H22HBr Ea=akJ/mol I2+H22HI Ea=bk]/mol (b>a)(Ea为活化能) 非金属性:Br>I
A.A B.B C.C D.D
4.已知某种锂盐的结构如图所示,它是一种新型锂离子电池的电解质.其阴离子由W、X、Y、Z四种同周期主族元素构成,X原子的最外层电子数是W原子的次外层电子数的3信,化合物中除Li+外其它原子均满足8电子稳定结构。下列说法正确的是
A.Y位于第二周期第VIA族
B.上述五种元素的原子中Y的原子半径最小
C.Z的氢化物的沸点一定低于X氢化物的沸点
D.W的最高价氧化物对应的水化物是强酸
5.短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,W是原子半径最小的短周期元素,W、Y同主族,X、Z同主族,且X、Z的原子序数之和是W、Y原子序数之和的2倍,下列叙述不正确的是
A.W和X形成的化合物可能含有非极性共价键
B.X和Z形成的化合物常温下可能为固态
C.W、X、Y、Z四种元素组成的化合物的水溶液可能呈酸性
D.W、X、Y、Z四种元素两两之间均能形成化合物
6.化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.生活污水进行脱氮、脱磷处理可以减少水体富营养化
B.食品袋中装有硅胶的小纸包的作用是防止食品受潮
C.草木灰不能与铵态氮肥混合施用
D.爆竹燃放过程中,硫燃烧直接生成三氧化硫
7.下列各组混合物中,不能用分液漏斗进行分离的是
A.硝基苯和水 B.乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液
C.水和溴苯 D.碘和四氯化碳
8.下列各组实验,根据实验现象得出结论正确的是
选项 实验操作和实验现象 结论
A 将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某试剂瓶瓶口,有白烟生成 该试剂瓶中装的一定是浓盐酸
B 向某溶液中先滴加少量,再滴加溶液,溶液变为血红色 原溶液中一定含有
C 新制氯水中滴加几滴紫色石蕊试液,溶液先变红后褪色 新制氯水具有酸性和漂白性
D 向溶液中滴加盐酸,产生一种使澄清石灰水变浑浊的无色气体 非金属性:
A.A B.B C.C D.D
9.X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z元素相邻,且化合物Z2X4的电子总数为18个;X与M元素同主族;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是
A.最高价氧化物对应水化物的酸性:Q>Z>Y
B.原子半径:ZC.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
D.X2Z-ZX2易溶于水,其水溶液呈碱性
10.下表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价,根据表中信息判断下列叙述不正确的
元素代号 A B C D E N G
原子半径
主要化合价 、
A.稳定性:HG>HN;熔沸点:HG>HN
B.工业上常用电解熔融DN3的方法冶炼D单质
C.B、C原子的最外层子电子数相同
D.的最高价氧化物的水化物溶液的pH:
11.一个原子的质量为akg,一个分子的质量为bkg,若以中的一个氧原子质量的 作为相对原子质量标准,则的相对分子质量为
A. B. C. D.
12.A、B、C、D是原子序数依次增大但互不同主族的短周期元素,A2-与B3+有相同电子层结构,C、D同周期但不相邻,C的最外层电子数是次外层电子数的一半,下列判断正确的是(  )
A.对应简单离子半径的大小顺序为D>B>A
B.C的最高价氧化物对应水化物的酸性比D的强
C.A分别与B、C形成的化合物中化学键类型相同
D.C单质可用作半导体材料
二、非选择题(共10题)
13.2020年有科学家通过观察金星的酸性云层,分析出金星存在磷化氢()气体,从而推测金星可能存在生命的迹象。
(1)P在元素周期表中的位置是___________。
(2)中P原子与H原子之间的相互作用是___________(填“离子键”或“共价键”)。
(3)非金属性S强于P,从原子结构解释原因,___________,得电子能力S大于P。
(4)下列关于N、P元素及化合物的说法正确的是___________(填序号)。
①磷元素的最高正化合价为
②气态氢化物的稳定性:
③磷的最高价氧化物对应的水化物属于酸
14.完成下列问题:
(1)10Be和9Be______________。
a.是同一种原子    b.具有相同的中子数
c.具有相同的化学性质 d.具有相同的核外电子排布
(2)有下列微粒或物质:
①O、O、O ②H2O、D2O ③石墨、金刚石 ④H2、D2、T2 ⑤H、D、T ⑥K、Ca、Ar,回答下列问题:
a.互为同位素的是______________;
b.互为同素异形体的是______________;
c.由①和⑤中的微粒能结合成水,可得水分子的种数为__________种;可得相对分子质量不同的水分子种数为__________种,相对分子质量最大的是____________(写化学式)。
(3)H2O的摩尔质量为____________,相同质量的H2O与H2O所含质子数之比为______,中子数之比为__________。
(4)电解相同质量的H2O和H2O时产生的氢气在同温同压下体积之比为__________,质量之比为__________。
15.SiO2属于酸性氧化物,实验室里盛放碱液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞,而常用橡皮塞是因为(用离子方程式表示)_____;实验室常用NaOH溶液吸收有毒的氯气尾气,防止污染空气。用离子方程式表示此反应:_____;赤热的铁与水蒸气反应的化学方程式为______。
16.某矿石可能是由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成,欲探究其组成,设计探究过程如图所示。已知:碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。
(1)Si在元素周期表中的位置是________。
(2)下列说法正确的是________。
a.酸性:H2CO3>H2SiO3
b.原子半径:Oc.稳定性:H2O>CH4>SiH4
d.离子半径:O2-(3)该矿石的组成是________,滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是:________。
(4)该矿石和1 mol·L-1 HNO3溶液反应的离子方程式为:____________________。
(5)工业上依据上述实验原理处理该矿石,将反应池逸出的气体与一定量的O2混合循环通入反应池中,目的是________________________________________;若处理该矿石2.36×103 kg,得到滤渣1.2×103 kg,理论上至少需要1 mol·L-1 HNO3溶液的体积为________L。
17.(1)某同学采用萃取-分液的方法从碘水中提取碘,主要操作步骤如图:
①该同学所采用的萃取剂可能是___(填“A”、“B”或“C”)。
A.酒精 B.苯 C.四氯化碳
②甲、乙、丙3步实验操作中,不正确的是___(填“甲”、“乙”或“丙”)。
(2)实验室制取、净化并收集氯气涉及以下几个主要阶段:
实验室制取氯气的化学方程式____。
18.按要求填空:
(1)有相同温度和压强下的两种气体12C18O和14N2,若两种气体的质量相同,则两种气体所含的质子数之比为__________,若两种气体的原子数相等,则两种气体所含中子数之比_________,若两种气体的体积相同,则两种气体的密度之比为_________。
(2)10.8 g R2O5中氧原子的数目为3.01×1023,则元素R的相对原子质量为 ________。
(3)将10 mL1.00 mol/L Na2CO3溶液与10 mL1.00 mol/L CaCl2溶液相混和,则混和溶液中Na+的物质的量浓度为___________(忽略混合前后溶液体积的变化)。
(4)在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体为6.72 L,质量为12 g,此混合物中CO和CO2物质的量之比是_________。
(5)在空气中煅烧CoC2O4生成钴的氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2的体积为1.344L(标准状况),则钴氧化物的化学式为_______________。
19.已知硼有两种同位素原子10B和11B,若硼的相对原子质量为10.8,则10B的质量百分含量为____。
20.一个SO2分子的质量为a g,一个SO3分子的质量为b g,若以氧原子质量的1/8为标准,则SO2的相对分子质量为_______,硫的相对原子质量为_______。 (用a、b表示)
21.X、Y、Z、W、P为短周期的主族元素,其原子序数依次增大。Y、Z、W、P位于同一周期。X元素形成的单质是自然界中含量最多的气体,1 mol Y的单质分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应生成的气体在标准状况下均为33.6 L。W的原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶8,X的原子序数是Z的原子序数的一半。
(1)Z的原子结构示意图为________,W与P可形成原子个数比为1∶2的化合物,其电子式为____________。
(2)经测定,在2.5×1.01×105 Pa下,Y 与P形成的化合物的熔点为190 ℃,沸点为180 ℃,则该化合物为________晶体。
(3)Z、W、P三种元素的气态氢化物稳定性由高到低的顺序是____________________(填化学式)。
(4)Y与W形成的化合物遇水分解,发生反应的化学方程式为__________________________________。
22.A+、B2-、C-、D、E、F3+分别表示含10个电子的六种粒子(离子或分子)。其中:
a.A+、B2-、F3+核外电子层结构相同
b.C-是由两种元素组成的
c.D是两种元素组成的四原子分子
d.E在常温下是无色液体
e.往含F3+的溶液中滴加含C-的溶液至过量,先有白色沉淀生成,后白色沉淀消失
(1)C-的电子式:_______。
(2)A+、B2-、F3+离子半径由大到小的顺序为_______。(用离子符号表示)
(3)电子式表示A2B的形成过程_______。
(4)含F3+的溶液中通入过量D,反应的离子方程式是_______。
(5)A单质与E反应的离子方程式为_______,生成的化合物中化学键的类型是_______。
参考答案:
1.D
A.两性氧化物是既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的的氧化物,SiO2与HF反应生成SiF4和H2O,SiF4不是盐,因此SiO2不是两性氧化物,A错误;
B.Na2SiO3溶液中通入过量的CO2生成,B错误;
C.粗硅提纯过程中,粗Si与HCl生成SiHCl3和H2,因此H2也可以循环利用,C错误;
D.硅胶具有吸水性,且没有毒性,可用作食品干燥剂,D正确;
故选D。
2.B
A.S→SO2 →SO3,不能通过一步反应实现,故A错误;
B.2Fe+3Cl2=2FeCl3,能通过一步反应实现,而且是化合反应,故B正确;
C.碳酸钠和二氧化硅反应,可转化为硅酸钠,化学方程式为,但该反应不是化合反应,故C错误;
D.SiO2→Na2SiO3→H2SiO3,不能通过一步反应实现,故D错误;
故选:B。
3.C
A.Na、Mg位于同周期,金属性Na>Mg,则与冷水反应,Na比Mg剧烈,A正确;
B.Ca、Mg位于同主族,金属性Ca>Mg,对应的最高价氧化物的水化物碱性为Ca(OH)2强于Mg(OH)2,B正确;
C.SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,可知酸性亚硫酸大于碳酸,亚硫酸不是最高价氧化物的水化物,则不能以此比较非金属性强弱,C错误;
D.活化能越大,说明与氢气越难化合,则非金属性为Br>I,D正确;
答案选C。
4.B
W、X、Y、Z是同周期主族元素,X的最外层电子数是W次外层电子数的3倍,W有两个电子层,次外层为2个电子,则X为O元素;由盐的结构可知,Z可以形成四个共价键,且能与氧形成双键,则Z的最外层电子数为4,为C元素;四种元素位于同周期,且Y能形成一个共价键,Y为F元素;W能形成4个共价键,W为B元素,根据分析可知。
A.Y为F元素,位于第二周期第VIIA族,A错误;
B.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则上述五种元素中F原子的原子半径最小,B正确;
C.C元素的氢化物为烃,固态烃的沸点比水和过氧化氢的沸点高,C错误;
D.B元素的最高价氧化物对应的水化物为硼酸,硼酸为弱酸,D错误;
答案选B。
5.B
W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,W是原子半径最小的短周期元素,则W为H,W、Y同主族,Y为Na;X、Z同主族,且X、Z的原子序数之和是W、Y原子序数之和的2倍,设X的原子序数为x,则x+x+8=(1+11)×2,解得x=8,则X为O,Z为S。
A.W和X形成的化合物可能含有非极性共价键,如H-O-O-H,A正确;
B.X和Z形成的化合物为SO2,常温下为气体,若为SO3时为固态,B错误;
C.W、X、Y、Z四种元素组成的化合物为NaHSO4、NaHSO3,其的水溶液呈酸性,C正确;
D.W、X形成H2O和H2O2,Y与Z形成Na2S,W与Y形成NaH,W与Z形成H2S,X与Y形成Na2O和Na2O2,X与Z形成SO2和SO3,D正确;
答案选B。
【点睛】本题考查原子结构与元素周期律,把握元素的位置、原子序数推断元素为解答的关键,侧重分析与推断能力的考查,注意元素化合物知识的应用。选项D是易错点,注意活泼金属与氢元素形成的氢化物。
6.D
A.水中含有氮、磷过多,能够使水体富营养化,水中植物疯长,导致水质恶化,生活污水进行脱氮、脱磷处理可以减少水体富营养化,有利于环境保护,故A正确;
B.品袋中装有硅胶的小纸包,具有吸水性,作用是防止食品受潮,故B正确;
C.草木灰呈碱性,能与铵态氮肥混合产生氨气,能造成氮肥效降低,故C正确;
D.爆竹燃放过程中,硫燃烧直接生成二氧化硫,故D错误。
答案选D。
7.D
若两种液体不能相互溶解,混合后分层,则能用分液漏斗进行分离。
A. 硝基苯难溶于水,硝基苯与水混合后分层,能用分液漏斗进行分离,故不选A;
B. 乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液,混合后分层,能用分液漏斗进行分离,故不选B;
C. 水和溴苯不能相互溶解,混合后分层,能用分液漏斗进行分离 ,故不选C;
D. 碘易溶于四氯化碳,碘和四氯化碳混合后不分层,不能用分液漏斗进行分离,故选D。
8.C
A.浓盐酸和浓硝酸都是挥发性酸,若不是浓盐酸而是浓硝酸,也会产生同样现象,A错误;
B.若原溶液含有亚铁离子确实会出现上述现象,若原溶液不含亚铁离子而含有铁离子,溶液也会变血红色,检验亚铁离子应该先滴加溶液、再滴加少量或氯水, B错误;
C.酸性物质能使紫色石蕊试液变红,具有漂白性的物质能使有机色素褪色,新制氯水中滴加几滴紫色石蕊试液,溶液先变红后褪色,说明新制氯水具有酸性和漂白性,C正确;
D.向溶液中滴加盐酸,产生一种使澄清石灰水变浑浊的无色气体即二氧化碳,能说明酸性:盐酸>碳酸,不能说明非金属性:,要通过类似实验说明非金属性:,应选用氯元素最高价氧化物的水合物HClO4与溶液,D错误;
选C。
9.C
X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大,Y元素的最高正价为+4价,Y是C元素;Y元素与Z元素相邻,Z是N元素;化合物Z2X4的电子总数为18个,X是H元素;X与M元素同主族,M是Na元素;Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子,Q元素最外层电子数为7,Q是Cl元素。
A.Q、Z、Y分别为Cl、N、C,同周期从左到右,元素的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,N>C,高氯酸的酸性最强,所以最高价氧化物对应水化物的酸性:Q>Z>Y,A项正确
B.Z、Y、M分别是N、C、Na,同周期从左到右,原子半径逐渐减小,同主族从上到下,原子半径逐渐增大,所以原子半径:ZC.X、Z、Q形成的化合物NH4Cl,是离子化合物,C项错误;
D.X2Z-ZX2是H2N-NH2,易溶于水,其水溶液呈碱性,D项正确;
答案选C。
10.B
各元素均为短周期元素,E的化合价为、,则E为S元素;A的原子半径大于S,化合价为,则A为Na元素;N、G的主要化合价都为,说明二者位于ⅤⅡA族,根据原子半径可知,N为Cl、G为F元素;D的化合价为,原子半径大于Cl元素,则D为Al元素;B、C的化合价都为,根据原子半径可知,B为Mg元素,C为Be元素,据此结合元素周期律知识解答。
A. 非金属性越强,对应气态氢化物的稳定性越强,则非金属性:,则气态氢化物的稳定性:;由于HF能形成分子间氢键,使沸点反常的升高,熔沸点,故A正确;
B. 氯化铝为共价化合物,工业上用电解熔融的氧化铝的方法而不是氯化铝来制备金属铝,故B错误;
C. B为Mg元素,C为Be元素,最外层电子数相同,故价电子数相等,故C正确;
D. A的最高价氧化物的水化物为氢氧化钠,N为高氯酸,相同浓度时两者的pH不等,故D正确;
故选B。
11.C
一个12C原子的质量为akg,一个12C16O2分子的质量为bkg,则一个O原子的质量为(b-a)kg。
若以12C16O2中的一个氧原子质量的作为相对原子质量标准,12C16O2的相对分子质量为 =。
故选:C。
12.D
A、B、C、D是原子序数依次增大但互不同主族的短周期元素,A2 与B3+有相同电子层结构,则A为第VIA族的O元素,B为第IIIA族的Al元素,C的最外层电子数是次外层电子数的一半,而且C的原子序数比Al大,则C为Si元素,C、D同周期但不相邻,则D为S或Cl,由于四种元素互不同主族,则D为Cl元素,以此解答该题。
A.电子层越多,半径越大,电子层相同时,原子序数越大,半径越小,则对应简单离子半径的大小顺序为:Cl >O2 >Al3+,即D>A>B,故A错误;
B.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性Cl>Si,故D的最高价氧化物对应水化物的酸性比C的强,故B错误;
C.O与Al形成的氧化铝为离子键,O与Si形成的二氧化硅含有共价键,故C错误;
D.C为Si元素,硅单质可用作半导体材料,故D正确;
答案选D。
13. 第三周期VA族 共价键 S与P的电子层数相同,S的核电荷数大于P,S的原子半径小于P,S的原子核对最外层电子的吸引力大于P ①③
P是15号元素,最外层有5个电子,结合非金属原子间容易形成共价键,以及元素周期律分析解答。
(1)P是15号元素,在元素周期表中位于第三周期 VA 族,故答案为:第三周期 VA 族;
(2)非金属原子间容易形成共价键,中P原子与H原子之间的相互作用是共价键,故答案为:共价键;
(3) S与P的电子层数相同,S的核电荷数大于P,S的原子半径小于P,S的原子核对最外层电子的吸引力大于P,得电子能力S大于P,因此非金属性S强于P,故答案为:S与P的电子层数相同,S的核电荷数大于P,S的原子半径小于P,S的原子核对最外层电子的吸引力大于P;
(4) ①P、N均为第VA族元素,最低负化合价的绝对值与最高正价之和为8,所以磷元素的最低负化合价为-3价,最高正化合价为,故①正确;②元素的非金属性越强,气态氢化物稳定性越强,同主族从下到上,元素非金属性逐渐增强,非金属性:P<N,则热稳定性:NH3>PH3,故②错误;③磷属于非金属元素,所以磷的最高价氧化物对应的水化物属于酸,故③正确,故答案为:①③。
14. cd ①⑤ ③ 18 7 TO 20 g·mol-1 11∶10 11∶12 10∶9 5∶9
(1)10Be和9Be互为同位素,它们的质子数相同,中子数和质量数不同,不是同一种原子;但是他们都是Be元素的原子,化学性质相同,具有相同的核外电子排布,故选cd;
(2)①O、O、O这三种原子质子数都是8,中子数不同,它们都是氧元素的同位素;
②H2O、D2O,它们不是原子,也不是单质,不是同位素或同素异形体的研究范畴;
③石墨、金刚石都是碳元素的单质,互为同素异形体;
④H2、D2、T2分别是、、形成的氢气单质,它们不是原子,却是同一种物质,所以它们不是同位素或同素异形体的研究范畴;
⑤H、D、T分别是、、,它们的质子数都是1,中子数不同,它们都是氢元素的同位素;
⑥K、Ca、Ar,它们的质子数不同,故彼此不是同位素;
故a、互为同位素的是①⑤,b、互为同素异形体的是③;
c、由①(O、O、O)和⑤(H、D、T)中的微粒能结合成水,由于水分子中有两个氢原子和一个氧原子,且这两个氢原子可以是不同种类的,则氢原子的“搭配”有6种,故可形成水分子的种数为18(=6×3)种;可得相对分子质量不同的水分子种数为7种,相对分子质量分别是18(H216O)、19(HD16O、H217O)、20(D216O、HT16O、HD17O、H218O)、21(DT16O、D217O、HT17O、HD18O)、22(T216O、DT17O、D218O、HT18O)、23(T217O、DT18O)、24(T218O);相对分子质量最大的是T218O;
(3)H2O的摩尔质量为[(2×2)+16]g·mol-1=20g·mol-1;M(H2O)=22g·mol-1,1个H216O分子含10个质子和10个中子,1个H218O分子含10个质子和12个中子,假设H216O与H218O各有1g,则1g的H216O与1g的H218O的质子数比为():()=11:10,中子数比为():()=11:12;
(4)假设H2O和H2O各有1g,M(H2O)=18g·mol-1,M(H2O)=20g·mol-1,则n(H2O)=mol,n(H2O)=mol,则产生氢气,n(H2)=mol,n(H2)=mol,根据阿伏加德罗定律可知,两种氢气在同温同压下的体积为:=10:9,质量比为(×2):(×4)=5:9。
15. SiO2+2OH-=SiO+H2O Cl2+2OH-=Cl-+ ClO-+H2O 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
实验室里盛放碱液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞,而常用橡皮塞是因为玻璃中的SiO2与碱反应生成硅酸盐使玻璃塞粘在试剂瓶口,反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO+H2O,NaOH吸收氯气的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ ClO-+H2O,赤热的铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故答案为:SiO2+2OH-=SiO+H2O ;Cl2+2OH-=Cl-+ ClO-+H2O ;3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
16. 第三周期ⅣA族 abc FeCO3和SiO2 SiO2+2OH-===SiO32-+H2O 3FeCO3+10H++NO3-===3Fe3++3CO2↑+NO↑+5H2O NO循环使用减少环境污染,NO跟H2O、O2反应后又得到硝酸,可以提高原料利用率 3×104
(1)根据硅的原子核外电子排布确定在周期表中的位置;
(2)a.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;
b.根据同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大判断;
c.元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定;
d.两种离子核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径越小;
(3)矿石加硝酸生成气体,可说明含有FeCO3,加入过量NaoH溶液后通入过量二氧化碳没有沉淀生成,说明没有Al2O3,滤渣溶解后加入盐酸生成胶状沉淀,说明含有SiO2;
(4)矿石含有FeCO3,可与HNO3反应;
(5)处理该矿石,逸出的气体为NO,可与氧气反应生成硝酸,可循环利用,结合反应的方程式计算。
(1)硅的原子核外有3个电子层,最外层电子数为4,则应位于周期表第三周期、ⅣA族,
故答案为第三周期、ⅣA族;
(2)a.非金属性:C>Si,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,故a正确;
b.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,O<C、Si<Al,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则C<Si,故b正确;
c.非金属性O>C>Si,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故c正确;
d.两种离子核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,则O2->Al3+,故d错误;
故答案为abc;
(3)矿石加硝酸生成气体,可说明含有FeCO3,加入过量NaoH溶液后通入过量二氧化碳没有沉淀生成,说明没有Al2O3,滤渣溶解后加入盐酸生成胶状沉淀,说明含有SiO2,
滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(4)矿石含有FeCO3,可与HNO3反应,离子方程式为3FeCO3+10H++NO3-=3Fe3++3CO2↑+NO↑+5H2O;
(5)NO、H2O、O2可发生反应:4NO+2H2O+3O2===4HNO3,生成的硝酸可循环使用,减少污染。结合第(4)题的反应方程式可知,每溶解3 mol FeCO3,消耗10 mol HNO3,如果由NO回收的1 mol HNO3再利用,则理论上只需要9 mol HNO3。即:FeCO3~3HNO3。根据矿石2.36×103 kg、滤渣1.2×103 kg,可知其中含有1.16×103 kg FeCO3,需要硝酸3×104 mol,故需1 mol/L的硝酸溶液3×104 L。
【点睛】本题考查探究物质的组成或测量物质的含量;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;物质的检验和鉴别的基本方法选择及应用。易错点为(2)利用元素周期律判断元素的金属性、非金属性强弱,进而判断氢化物的稳定性、离子半径大小等。
17. C 丙 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)①从碘水中提取碘,萃取剂不能与水混溶;②分离时先分离下层液体;
(2)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、水和MnCl2。
(1)①从碘水中提取碘,萃取剂不能与水混溶,而酒精与水混溶,不能作萃取剂,根据示意图可知下层是有机层,说明萃取剂的密度大于水,则选择四氯化碳作萃取剂,故答案为:C;
②振荡、静置分层操持合理,而分离时先分离下层液体后倒出上层液体,则丙图不合理,故答案为:丙;
(2)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、水和氯化锰,发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
18. 14:15 8:7 15:14 14 1.00mol/L 1:3 Co3O4
(1)根据n=计算气体的物质的量,然后根据其分子中含有的质子数计算气体中含有的质子数关系;根据两种物质分子都是双原子分子,可确定若两种气体的原子数相等则分子数相等,根据n=及原子构成关系确定中子数的比,然后根据比较密度;
(2)根据O原子数计算O原子的物质的量,结合化合物的组成确定R2O5的物质的量,再根据n=计算气体的摩尔质量,进而可得R的相对原子质量;
(3)在过程中Na+的物质的量不变,根据c=计算;
(4)先根据n=计算的物质的量,根据二者的非物质的量和质量关系可计算出各自的物质的量,然后可得气体的物质的量的比;
(5)由CO2的体积计算其物质的量,根据元素守恒计算Co的物质的量,再根据O元素守恒,根据化合物的质量及其中含有的Co的质量计算出氧化物中O的物质的量,据此解答。
(1)相同状况下的两种气体12C18O和14N2,摩尔质量M(12C18O)=30g/mol,M(14N2)=28g/mol,两种气体的质量相等,假设气体的质量都是mg,依据n=可得到物质的量n(12C18O)=mol,n(14N2)=mol,则n(12C18O):n(14N2)=14:15。由n=知物质分子的个数之比即为物质的量之比,其分子中含有的质子数12C18O为6+8=14,14N2为7×2=14,二者分子中所含质子数相等,因此分子数的比等于二者所含质子数之比=14:15;
由于两种物质都是双原子分子,若两种气体的原子数相等,则二者的分子数相等,根据n=可知两种气体的物质的量相等,在12C18O中含有16个中子,在14N2中含有14个中子,所以二者中子数的比为16:14=8:7;在同温同压下,若两种气体的体积相同,则二者含有的气体分子数相等,根据可知两种气体的密度比气体的摩尔质量成正比,给密度比=30:28=15:14;
(2)10.8 g R2O5中氧原子的数目为3.01×1023,n(O)==0.5mol,n(R2O5)= n(O)=0.1mol,所以M(R2O5)==108g/mol,则元素R的相对原子质量为(108-5×16)÷2=14;
(3)在过程中Na+的物质的量不变,n(Na+)=2n(Na2CO3)=2cV=2×1.00mol/L×0.01L=0.02mol,两种溶液混合后溶液的体积V=0.02L,所以混合后溶液中Na+的物质的量浓度c(Na+)==1.00mol/L;
(4)在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体为6.72 L,物质的量是n==0.3mol,气体质量为12 g,假设混合气体中含有CO、CO2的物质的量分别是x、y,则x+y=0.3mol,28x+44y=12g,解得x=0.075mol,y=0.225mol,所以此混合物中CO和CO2物质的量之比是0.075mol :0.225mol =1:3;
(5)在空气中煅烧CoC2O4生成钴的氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g, CO2的体积为1.344L(标准状况),n(CO2)==0.06mol,由化学式可知n(Co)=0.06mol×=0.03mol,则氧化物中n(O)==0.04mol,则n(Co):n(O)=0.03mol:0.04mol=3:4,所以钴氧化物的化学式为Co3O4。
【点睛】本题考查物质的量的计算,把握物质的量为中心的基本计算为解答的关键,熟练掌握有关物质的量计算公式:n=、n=、n=、c=、及物质构成微粒之间的关系是解答该题的基础,题目侧重考查学生的分析与计算能力。
19.18.52%
元素的相对原子质量为该元素各种核素的相对原子质量的平均值,原子的近似相对原子质量在数值上等于其质量数,利用十字交叉法计算10B和11B的原子个数之比,再计算同位素10B的质量分数。
B元素的相对原子质量10.8是质量数分别为10和11的核素的平均值,可以采用十字交叉法:

则10B和11B的原子的个数比为0.2:0.8=1:4,则同位素10B的质量分数==18.52%。
20. 8a/(b-a) (24a-16b)/(b-a)
一个SO2分子的质量为a g,一个SO3分子的质量为b g,则1个氧原子的质量是(b-a)g,若以氧原子质量的1/8为标准,则SO2的相对分子质量为,氧原子的相对原子质量是8,所以硫的相对原子质量为。
21. 分子 HCl、H2S、SiH4 Al2S3+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑
X元素形成的单质是自然界中含量最多的气体,X为N元素;1 mol Y的单质分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应生成的气体在标准状况下均为33.6 L,Y为Al元素,W的原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶8,W为S元素,X的原子序数是Z的原子序数的一半,Z为Si元素;又因为X、Y、Z、W、P为短周期的主族元素,其原子序数依次增大。Y、Z、W、P位于同一周期,P为Cl元素,据此分析解答。
(1)Z为硅元素,其原子结构示意图为;SCl2电子式为∶,因为氯最外层7个电子因此需要共用1对电子,硫最外层有6个电子,需要共用2对,所以是一个硫和2个氯一边共用一对;
故答案为;;
(2)分子晶体是由分子构成,分子间的作用力很弱,具有较低的熔点、沸点、硬度小、易挥发等性质;故Y 与P形成的化合物AlCl3为分子晶体;
故答案为分子;
(3)气态氢化物中稳定性强弱取决于元素非金属的强弱,元素的非金属性越强,对应氢化物越稳定;Z、W、P三种元素的气态氢化物稳定性由高到低的顺序是HCl、H2S、SiH4;
故答案为HCl、H2S、SiH4;
(4)铝离子和硫离子发生相互促进的水解反应,可以得到氢氧化铝和硫化氢Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑;
故答案为Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑。
22. O2->Na+>Al3+ →Na+Na+ Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 离子键和极性键
A+、B2-、C-、D、E、F3+分别表示含10个电子的六种粒子(离子或分子),其中a.A+、B2-、F3+核外电子层结构相同,可知A为Na、B为O、F为Al;b.C-是由两种元素组成的,则C-为OH-;c.D是两种元素组成的四原子分子,则D为NH3;d.E在常温下是无色液体,则E为H2O;e.往含F3+的溶液中滴加含C-的溶液至过量,先有白色沉淀生成,后白色沉淀消失,白色沉淀为氢氧化铝。
(1)C-为OH-,电子式:。故答案为:;
(2)电子层结构相同的离子,原子序数大的半径反而小,A+、B2-、F3+离子半径由大到小的顺序为O2->Na+>Al3+。(用离子符号表示)故答案为:O2->Na+>Al3+;
(3)A2B为Na2O,电子式表示A2B的形成过程→Na+Na+。故答案为:→Na+Na+;
(4)一水合氨是弱碱,不能溶解氢氧化铝,含F3+的溶液中通入过量D生成氢氧化铝,反应的离子方程式是Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH。故答案为:Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH;
(5)Na单质与H2O反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,生成的化合物中化学键的类型是离子键(钠离子与氢氧根离子)和极性键(O-H键)。故答案为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;离子键和极性键