第四章《物质结构元素周期律》测试题
一、单选题(共12题)
1.部分短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图:
下列说法不正确的是
A.x、z、d三种元素能形成具有强氧化性的酸
B.g、h氧化物对应的水化物都是强酸
C.e最高价氧化物对应的水化物是强碱
D.f的氧化物是两性氧化物
2.已知氢化锂固体不导电,隔绝空气熔融时能导电,它跟水反应能生成氢气。下列有关氢化锂的说法中,错误的是
A.LiH的水溶液呈酸性 B.LiH是离子化合物
C.LiH中H-半径大于Li+半径 D.LiH是一种还原剂
3.下列有关化学用语表示正确的是
A.CO2分子比例模型: B.S2-的结构示意图:
C.HCl的电子式:H+ D.次氯酸的结构式: Cl-O-H
4.下列事实能判断金属元素甲的金属性一定比乙强的有
① 甲单质能与乙盐的溶液反应并置换出乙
② 甲、乙两元素原子的最外层电子数相同,且甲的原子半径小于乙
③ 甲、乙两短周期元素原子的电子层数相同,且甲的原子序数小于乙
④ 甲、乙两元素的最高价氧化物水化物的碱性甲大于乙
⑤ 两单质分别与氯气反应时生成的阳离子,甲失去的电子数比乙多
A.全部可以 B.仅②可以 C.仅②⑤可以 D.①③④可以
5.在离子键中存在
A.只有静电斥力 B.只有静电引力
C.分子间作用力 D.既有引力又有斥力
6.下列描述的一定是金属元素的是
A.易失去电子的物质
B.能与酸反应的物质
C.原子的最外层只有1个电子的元素
D.原子序数为11 的元素
7.下列化学用语表达正确的是
A.1-丁烯的键线式: B.乙烯的结构简式:C2H4
C.乙醇的球棍模型: D.羧基的结构简式:-CHO
8.下列有关化学用语的表达不正确的是
A.次氯酸的电子式:
B.CCl4分子的比例模型:
C.硫离子的结构示意图:
D.过氧化钠的形成过程:
9.用化学用语表示中的相关微粒,正确的是
A.中子数为10的氧原子:O
B.HClO的电离方程式:
C.“84”消毒液的有效成分:HClO
D.Cl-的结构示意图:
10.2021年,“中国天眼”正式对全球开放,它能探测到宇宙边缘的中性氢,重现宇宙早期图像。下列有关说法正确的是
A.其塔架所用钢材的组成元素都是金属元素
B.其射电板所用铝合金具有较强的抗腐蚀性
C.中性氢原子构成的氢气有三种同素异形体
D.其探测到的中性氢不含电子
11.下列关于碱金属的叙述中正确的是( )
A.K能从LiCl的溶液中置换出Li
B.随着原子序数的递增,单质与水反应的剧烈程度减弱
C.随着原子序数的递增,单质熔点逐渐降低
D.Cs2CO3受热易分解
12.下列反应的离子方程式正确的是
A.碳酸钙与稀盐酸反应:
B.金属钠与水反应:
C.氯气与水反应:
D.氯化铝与过量氨水反应:
二、非选择题(共10题)
13.(i)小红同学依据物质类别和物质中某种元素的化合价回忆了初中化学教材中常见的一些物质,并构建了部分物质间的转化关系坐标图,如图所示(图中“→”表示物质间的转化)。已知A、B、C、D含有一种相同的元素,E、F、D含有两种相同的元素, E与H反应生成F且放出大量的热。
请回答下列问题:
(1)C的化学式为___________。
(2)E露置在空气中一段时间后质量会增加,其原因可能是___________。
(3)1.2 g A和2.0 g O2恰好完全反应,生成的产物是___________(填化学式)。
(4)若G中氧元素的质量分数为30%,则G中另一种元素的相对原子质量为___________。
(ii)丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种最常用的方法。
(5)如图是在实验室中进行Fe(OH)3胶体丁达尔效应实验的示意图,该图中有一处明显错误是___________,原因是___________(试从分散系分类的角度进行解释说明)。
(6)欲在树林中观察到丁达尔效应,你认为一天中最有可能观察到该现象的时间是___________,理由是___________。
14.是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应,CS2的结构式为_______,利用燃煤废气(含、、、、、等)使尾气中的转化为单质硫,可实现废物利用,保护环境,写出其中一个反应的化学方程式_______。
15.用电子式表示下列过程:
①KCl的形成过程__________________________________________
②H2O的形成过程____________________________________________
16.为了探究同周期元素性质递变规律,某同学进行了以下实验,请你帮其完成实验记录:
(一) 探究钠、镁、铝金属性强弱:
实验操作 实验现象 实验结论
浮:浮于水面、 熔:熔成小球、 游:四处游动、 嘶:嘶嘶响声、 滴加酚酞溶液变红。 钠与冷水反应剧烈,反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
加热前,镁条表面附着了少量无色气泡,加热至沸腾后,有较多的无色气泡冒出,滴加酚酞溶液变为___________色。 镁与冷水几乎不反应,能与热水反应,反应的化学方程式为___________。
两支试管内都有无色气泡冒出,但放镁的试管中逸出气体的速率较___________。(填快或慢) 这两种金属___________更容易置换出酸中的氢,反应的化学方程式分别为: ___________;Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
结论:钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时,由易到难的顺序为___________; 钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为___________; 钠、镁、铝的金属性逐渐___________。(填增强或减弱)
(二) 探究Si、P、S、Cl的非金属性的强弱:
Si P S Cl
判断依据 与氢气反应 高温 磷蒸气与氢气能反应 加热 光照或点燃
由难到易的顺序为Si、P、S、Cl
最高价氧化物对应的水化物的酸性 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 ___________
酸性依次___________。(填增强或减弱)
结论 Si、P、S、Cl的非金属性逐渐___________。(填增强或减弱)
(三)同周期元素性质递变规律: 。同一周期从左到右,元素________________逐渐减弱,______________逐渐增强。(填“金属性”或“非金属性”)
17.某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律,设计以下实验。
Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1分别投入足量的0.1的盐酸中,试预测实验结果:______与盐酸反应最剧烈,______与盐酸反应最慢。
(2)将溶液与溶液混合生成,从而验证的碱性强于,继而可以验证的金属性强于。此设计______(填“合理”或“不合理”),理由是________________________。
Ⅱ.利用如图所示装置可以验证非金属性的变化规律。
(3)仪器的名称为____________,干燥管的作用是__________________。
(4)实验室中现有药品:溶液、浓盐酸、,请选择合适的药品设计实验来验证氯的非金属性强于硫。装置、、中所装药品分别为____________、____________、____________,装置中的实验现象为有黄色沉淀生成,相关反应的离子方程式为______________________________________。
(5)若要证明非金属性:,则中加__________,中加,中加__________,观察到中的现象为______________________________。
18.如图是实验室制备氯气并进行一系列性质探究的实验装置(夹持及加热仪器已省略)。
(1)用二氧化锰和浓盐酸制备氯气,则反应的离子方程式为:_____。
(2)实验装置B的作用之一是除去氯气中的杂质氯化氢,作用之二是起安全瓶的作用,当长颈漏斗中液面上升时,说明_____,此时应停止实验。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中II可放入_____(填编号)。
A.碱石灰 B.硅胶 C.浓硫酸 D.无水氯化钙
(4)写出装置F中相应的离子反应方程式:_____。
(5)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性,有人认为该设计不能达到实验目的,其理由是_____,某兴趣小组的同学思考后将上述D、E、F装置改为如图装置替代。
已知当溴水浓度较小时,溶液颜色与氯水相似也呈黄色。
实验操作步骤如下:
I.打开弹簧夹,缓缓通入氯气;
II.当a和b中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹;
III.当a中溶液由黄色变为棕色时,停止通氯气;
IV._____。
①设计步骤III的实验思想是_____。
②步骤IV的操作是_____。
19.一定质量的镁、铝混合物投到2mol·L-1的盐酸中,待金属完全溶解后,再向溶液中逐滴加入2mol·L-1的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示。
则:
(1)0~amL、a~80mL、80~90mL对应反应的离子方程式分别为:
①0~amL:___;
②amL~80mL:__、__;
③80mL~90ml:___。
(2)金属铝的质量为___。
(3)盐酸的体积是__mL。
(4)=__。
(5)a=__。
20.2021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。
21.现称取一定质量的镁铝合金样品放入500mL稀硫酸中,固体全部溶解并放出气体。待反应完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。
(1)合金中Al的质量为___。
(2)NaOH溶液的物质的量浓度为___。
(3)稀硫酸的物质的量浓度为__。
22.根据①~⑩元素的编号所在周期表中的位置,用化.学.用.语.回答有关问题:
(1)最难形成简单离子的元素是____,元素⑧的最高价氧化物的水化物的化学式为_____;
(2)①与⑤能形成9电子微粒,其名称为____;①与⑦可组成原子个数比为1:1的化合物甲,将⑨的单质通入甲的水溶液中,生成一种强酸且有气体放出,该反应的化学方程式为____;
(3)元素⑥、⑧形成的简单氢化物中,沸点较高的是_____,原因是____;
(4)③与⑦的单质加热条件下可发生反应,产物的化学式为____;
(5)元素④与铝性质相似,其最高价氧化物的水化物能与⑩的氢氧化物反应,离子方程式为________。
参考答案:
1.B
A.根据原子序数和化合价可知,x为H,z为N,d为O,这三种元素能够形成HNO3,具有强氧化性,A正确,,不选;
B.g为S,h为Cl,其氧化物对应的水化物不一定是强酸,如H2SO3是弱酸,HClO也是弱酸,B错误,符合题意;
C.e为Na,其最高价氧化物对应的水化物为NaOH,是强碱,C正确,不选;
D.f为Al,其氧化物Al2O3,即可与酸反应生成盐和水,又可以与碱反应生成盐和水,是两性氧化物,D正确,不选。
答案选B。
2.A
A.LiH跟水反应能生成氢气,方程式为,所以LiH溶于水形成的水溶液呈碱性,故A错误;
B.LiH中的锂离子与H-之间以离子键结合,属于离子化合物,故B正确;
C.电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,所以LiH中H-半径大于Li+半径,故C正确;
D.LiH中的H元素的化合价为-1价,具有还原性,所以LiH是一种还原剂,故D正确;
故选A。
3.D
A.CO2分子中碳原子半径大于氧原子半径,模型中原子比例不正确,故A错误;
B.硫离子的质子数是16,核外电子数是18,最外层电子数应为8,S2-的结构示意图为:,故B错误;
C.HCl为共价化合物,电子式为:,故C错误;
D.HClO中存在H-O、Cl-O键,为一元含氧酸,次氯酸的结构式为: Cl-O-H,故D正确;
答案选D。
4.D
元素的金属性越强,其单质的还原性越强,其单质与酸或水反应越剧烈,其最高价氧化物的水化物碱性越强,据此分析解答。
①甲单质能与乙盐的溶液反应并置换出乙,说明还原性:甲>乙,则金属性甲>乙,故①正确;
②K和Cu最外层电子数相等,且原子半径K> Cu,但金属性K大于Cu,故②错误;
③甲、乙两短周期元素原子的电子层数相同,说明二者位于同一周期,且甲的原子序数小于乙,则金属性甲大于乙,故③正确;
④甲、乙两元素的最高价氧化物水化物的碱性甲大于乙,则金属性甲大于乙,故④正确;
⑤金属性强弱与失去电子难易程度有关,但与失去电子数目多少无关,如Mg失去2个电子、Na失去1个电子,但金属性Na> Mg,故⑤错误;综上①③④满足题意;
答案选D。
5.D
离子键中存在阳离子或阴离子之间的排斥力、阴阳离子之间的吸引力,D项正确;
答案选D。
6.D
A.易失去电子的物质具有还原性,如H2S中的-2价S,所以易失电子的物质不一定是金属元素,A错误;
B.能与酸反应的物质可能氨气,不一定是金属元素,B错误;
C.原子的最外电子层只有1个电子的元素可能是H, 不一定是金属元素,C错误;
D.原子序数为11的元素为钠,钠是金属元素,D正确;
故选D。
7.A
A.键线式中线表示化学键,端点和折点表示C原子,1-丁烯 键线式为,选项A正确;
B.乙烯的结构简式中C=C不能省略,所以乙烯的结构简式为CH2=CH2,选项B错误;
C.是乙醇的比例模型,选项C错误;
D.羧基正确的结构简式为:-COOH,选项D错误;
答案选A。
8.B
A.O元素最外层有2个单电子,可以分别与H、Cl的最外层的单电子形成共价键,电子式为,A正确;
B.Cl原子半径比C原子半径大,故选项中的模型示意图错误,B错误;
C.硫离子原子核外有18个电子,硫离子的结构示意图为 ,C正确;
D.过氧化钠的形成过程中,Na失去电子分别转移给两个O原子,两个氧原子结合形成过氧根,故过氧化钠的形成过程为 ,D正确;
故选B。
9.D
A.核素的表示方法为:元素符号左下角为质子数,左上角为质量数;中子数为10的氧原子:O,故A错误;
B.HClO的电离方程式:,故B错误;
C.“84”消毒液的有效成分:NaClO,故C错误;
D.Cl-是氯原子得到1个电子形成的,结构示意图:,故D正确;
故选D。
10.B
A.钢材中含碳元素,A错误;
B.铝合金表面有致密的氧化膜,具有较强的抗腐蚀性,B正确;
C.中性氢原子构成的氢气只有一种单质,不存在同素异形体,C错误;
D.氢原子核外有1个电子,D错误;
故选B。
11.C
A.钾是活泼金属,在溶液中先和水发生反应,K不能从LiCl的溶液中置换出Li,故A错误;
B.同主族元素从上到下,元素的金属性逐渐增强,对应的单质的还原性增强,和水反应剧烈程度增强,故B错误;
C.对于碱金属来说,从上到下,原子序数递增,而单质的熔沸点逐渐降低,故C正确;
D.活泼碱金属的碳酸盐易溶于水受热难分解,故D错误;
故答案为C。
12.D
A.碳酸钙难溶于水,应以化学式表示,碳酸钙与稀盐酸反应:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,A不正确;
B.金属钠与水反应,生成氢氧化钠和氢气:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,B不正确;
C.氯气与水反应,生成盐酸和次氯酸(弱酸):Cl2+H2OH++Cl-+HClO,C不正确;
D.氢氧化铝不溶于过量氨水,将氯化铝与过量氨水反应,最终生成氢氧化铝沉淀和氯化铵:,D正确;
故选D。
13.(1)H2CO3
(2)E吸收空气中的水
(3)CO CO2
(4)56
(5) 空气中也出现了光柱 进入烧杯前,光束穿过的空气不是胶体,不会产生丁达尔效应
(6) 清晨 清晨树林中存在水雾,雾是胶体,光束穿过这些水雾产生丁达尔效应
因A、B、C、D含有一种相同的元素,观察图示,B、C、D中所含的某元素化合价为+4,回忆初中化学教材中常见的一些物质和元素的化合价,可推知化合价为+4的元素应为碳,B←C←D之间应是二氧化碳、碳酸及碳酸盐之间的转化,故C的化学式应为H2CO3,也可推知,A为碳,B为二氧化碳;根据E、F、D含有两种相同的元素,且E、F中含化合价为+2的元素,E与H反应生成F且放出大量的热,由这些信息可知,E、F、D中含有钙元素和氧元素,从而可确定E为氧化钙,F为氢氧化钙,D为碳酸钙,H为水。
(1)
根据分析可知C是碳酸,化学式为H2CO3;故答案为:H2CO3。
(2)
E是氧化钙,氧化钙露置在空气中吸收空气中的水,生成氢氧化钙,一段时间后质量会增加;故答案为:E吸收空气中的水。
(3)
A是碳,碳在氧气含量不同的条件下发生了如下反应:
在氧气充分时燃烧:C+O2CO2
12:32=3:8
在氧气不充分时燃烧:2C+O22CO
24:32=3:4
题中给出碳和氧气的质量比为:1.2g:2.0g=3:5,介于上述两种情况之间,可以判断碳和氧气反生了上述两个反应,生成的产物是CO和CO2混合物;故答案为:CO CO2
(4)
根据题意可知,G为氧化物,氧元素化合价为-2,设:氧化物G中的另一元素为R,根据坐标图可知,R元素的化合价为+3,则G的化学式为:R2O3,氧元素的质量分数为30%,设:R的相对原子质量为x,则有:
,解得:x=56。G中另一种元素的相对原子质量为56。故答案为:56。
(5)
烧杯前的空气中也出现了光柱进入,光束穿过的空气不是胶体,不会产生丁达尔效应。故答案为:空气中也出现了光柱;进入烧杯前,光束穿过的空气不是胶体,不会产生丁达尔效应;
(6)
清晨清晨树林中存在水雾,雾是胶体,光束穿过这些水雾产生丁达尔效应。故答案为:清晨;清晨树林中存在水雾,雾是胶体,光束穿过这些水雾产生丁达尔效应。
14. S=C=S 2H2S+O2=2S+2H2O、2H2S+SO2=3S+2H2O、2xH2S+2NOx=N2+2xS+2xH2O
根据等电子原理可知,CS2与CO2互为等电子体,则CS2的结构式为S=C=S,利用燃煤废气(含、、、、、等)使尾气中的转化为单质硫,即H2S中S元素被氧化,则燃煤废气中的O2、SO2、NOx均具有氧化性,均可将H2S中的S元素氧化成S,反应方程式为:2H2S+O2=2S+2H2O、2H2S+SO2=3S+2H2O、2xH2S+2NOx=N2+2xS+2xH2O可实现废物利用,保护环境,故答案为:S=C=S;2H2S+O2=2S+2H2O、2H2S+SO2=3S+2H2O、2xH2S+2NOx=N2+2xS+2xH2O。
15.
氯化钾是通过离子键形成的离子化合物;水是通过共价键形成的共价化合物。
①钾原子把最外层1个电子转移给氯原子,形成离子化合物KCl,形成过程可表示为;②氢原子、氧原子通过共用电子对形成共价化合物水,形成过程可表示为。
16. 红 Mg+ 2H2O Mg (OH)2 + H2↑ 快 镁 2Al+ 6HCl=2AlCl3+ 3H2↑ 钠>镁>铝 氢氧化钠>氢氧化镁>氢氧化铝 减弱 HClO4 增强 增强 金属性 非金属性
根据同一周期从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,结合实验现象分析解答。
(一) 探究钠、镁、铝金属性强弱:
镁与水的实验:加热前,镁条表面附着了少量无色气泡,加热至沸腾后,有较多的无色气泡冒出,是镁与热水反应生成了氢氧化镁和氢气,因此滴加酚酞溶液变为红色,说明镁与冷水几乎不反应,能与热水反应,反应的化学方程式为Mg+ 2H2O Mg (OH)2 + H2↑;
镁、铝与稀盐酸的实验:两支试管内都有无色气泡冒出,但镁的金属性比铝强,放镁的试管中逸出气体的速率较快,两种金属中镁更容易置换出酸中的氢,反应的化学方程式分别为: 2Al+ 6HCl=2AlCl3+ 3H2↑;Mg+2HCl=MgCl2+H2↑;
结论:钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时,由易到难的顺序为钠>镁>铝;钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为氢氧化钠>氢氧化镁>氢氧化铝;
钠、镁、铝的金属性逐渐减弱;
故答案为:红;Mg+ 2H2O Mg (OH)2 + H2↑;快;镁;2Al+ 6HCl=2AlCl3+ 3H2↑;钠>镁>铝;氢氧化钠>氢氧化镁>氢氧化铝;减弱;
(二) 探究Si、P、S、Cl的非金属性的强弱:
Cl元素的最高价氧化物的水化物为HClO4;Si、P、S、Cl与氢气反应由难到易的顺序为Si、P、S、Cl,说明非金属性依次增强,最高价氧化物的水化物是酸性依次增强,故答案为:HClO4;增强;增强;
(三)同周期元素性质递变规律: 。同一周期从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,故答案为:金属性;非金属性。
17. 钾 铝 不合理 为活泼非金属元素,不表现金属性 分液漏斗 防止倒吸 浓盐酸 溶液 稀硫酸 溶液(合理即可) 有白色沉淀产生
(1)元素的金属性越强,其单质与酸反应越剧烈;
(2)元素的金属性越强,其最高价氧化物的水合物碱性越强;
(3)A为分液漏斗;有缓冲作用的装置能防止倒吸;
(4)元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,要想验证非金属性Cl>S,根据实验药品可以通过单质之间的置换反应来验证;
(5)由B中药品为Na2CO3可知,用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断对应元素的非金属性强弱,所以A中加入稀硫酸,C中可加入Na2SiO3溶液。
I、(1)同一周期元素,金属性随着原子序数增大而减弱,元素的金属性越强,同一主族,原子序数越大,金属性越强,其单质与酸或水反应越剧烈,所以金属性K>Na>Mg>Al,则K与盐酸反应最剧烈,最慢的是Al,故答案为:钾;铝;
(2)元素的金属性越强,其最高价氧化物的水合物碱性越强,N元素是非金属元素,不表现金属性,所以不能根据一水合氨和NaOH碱性强弱判断Na的金属性强于N,故答案为:不合理;N为活泼非金属元素,不表现金属性;
Ⅱ、(3)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,故答案为:分液漏斗;防止倒吸;
(4)要证明非金属性Cl>S,只要证明其单质的氧化性:Cl2>S即可,A中盛放液体、B中盛放固体、C中盛放液体,氯气用浓盐酸和高锰酸钾制取,所以A中盛放浓盐酸、B中盛放高锰酸钾、C中盛放硫化钠溶液,氯气和硫化钠反应生成S和NaCl;装置C中有淡黄色固体生成,该固体是S,反应方程式为S2-+Cl2=S↓+2Cl-,故答案为:浓盐酸;KMnO4;Na2S溶液;;
(5)由中药品为可知,用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断对应元素的非金属性强弱,所以中加入稀硫酸,中可加入溶液;故答案为:稀硫酸;溶液(合理即可);有白色沉淀产生。
【点睛】本题以性质实验方案设计为载体考查金属性、非金属性强弱判断,明确实验原理、元素化合物性质、元素周期律内涵是解本题关键,知道金属性、非金属性强弱判断方法,注重实验操作方法及规范性。
18.(1)MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)后续装置(如C)发生堵塞
(3)BD
(4)Cl2+SO+H2O═SO+2H++2Cl—
(5) 未排除氯气对溴、碘的非金属性强弱实验的干扰 对比实验思想 打开活塞d,将少量b中溶液滴入c中,关闭活塞d,取下试管c振荡
由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气;装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体;装置C中盛有的湿润的有色布条、硅胶或无水氯化钙、干燥有色布条,用于验证氯气是否具有漂白性;装置D、E中盛有的溴化钠溶液、碘化钾溶液与苯,用于比较氯、溴、碘的非金属性;装置F中盛有的亚硫酸钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气。
(1)用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)长颈漏斗中液面不断上升,说明后续装置(如C)发生堵塞导致瓶内压强增大,应停止实验,故答案为:后续装置(如C)发生堵塞;
(3)装置由分析可知,C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,U形管中湿润的有色布条褪色,固体干燥剂硅胶或无水氯化钙干燥氯气,干燥有色布条不褪色,说明氯气无漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,故选BD;
(4)由分析可知,装置F中盛有的亚硫酸钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,反应的离子方程式为Cl2+SO+H2O=SO+2H++2Cl-,故答案为:Cl2+SO+H2O=SO+2H++2Cl-;
(5)装置D、E中盛有的溴化钠溶液、碘化钾溶液与苯,用于验证氯气、溴、碘的氧化性强弱,实验目的是装置D中溴化钠溶液与氯气反应生成氯化钠和溴,用于比较氯和溴的非金属性强弱,将装置D中含溴单质的溶液加入碘化钾和苯的装置E中,溴和碘化钾溶液反应生成的碘单质溶于苯中得到紫色的碘的苯溶液,用于验证溴和碘的非金属强弱,若通入的氯气过量,溶于水的氯气也能够将碘离子氧化成碘单质,会干扰溴和碘的非金属性强弱的比较,所以将上述D、E、F装置改为如图2装置替代排除氯气对溴、碘的非金属性强弱实验的干扰,故答案为:未排除氯气对溴、碘的非金属性强弱实验的干扰;
①由题给信息可知,当溴水浓度较小时,溶液颜色与氯水相似也呈黄色,所以设计步骤III的实验思想是a中溶液由黄色变为棕色,说明步骤II通入的氯气不足量,b中溶液不含有氯气,通过对比实验能可排除氯气对溴、碘的非金属性强弱实验的干扰,故答案为:对比实验思想;
②由实验目的可知,步骤IV的操作为打开活塞d,将少量b中溶液滴入c中,关闭活塞d,取下试管c振荡,若四氯化碳层呈紫色说明溴的非金属性强于碘,故答案为:打开活塞d,将少量b中溶液滴入c中,关闭活塞d,取下试管c振荡。
19. OH-+H+=H2O Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 0.54g 80 1.5(或3∶2) 20(mL)
0~a段没有生成沉淀,说明盐酸过量,加入的氢氧化钠与氯化氢反应;a~80段开始生成沉淀,加入80mL氢氧化钠溶液后沉淀达到最大量,此时溶液中的溶质为NaCl;80~90段氢氧化铝开始溶解,溶解氢氧化铝消耗了10mLNaOH,则氢氧化铝沉淀的物质的量为:2mol/L×0.01L=0.02mol;当加入90mLNaOH溶液后氢氧化铝完全溶解,此时沉淀只有氢氧化镁,
(1)①0~amL为氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水;
②amL~80mL为氢氧化钠分别于氯化铝和氯化镁反应生成氢氧化铝和氢氧化镁沉淀与氯化钠;
③80mL~90ml为氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水;
(2)氢氧化钠的体积在80至90mL段内,所有的氢氧化钠用于溶解氢氧化铝,根据氢氧化钠的量确定氢氧化铝的量,根据原子守恒确定金属铝的量;
(3)加入80mL氢氧化钠溶液时,溶质为NaCl,根据质量守恒可以计算出氯化氢的物质的量,再根据V=计算出盐酸的体积;
(4)由图得到氢氧化镁的质量,根据公式计算出氢氧化镁的物质的量,根据原子守恒确定金属镁的量;
(5)根据金属镁和铝的物质的量算出氯化铝和氯化镁的物质的量,根据化学方程式算出氢氧化钠反应的物质的量,用公式算出体积,则a=80-氢氧化钠的体积,据此解答。
0~a段没有生成沉淀,说明盐酸过量,加入的氢氧化钠与氯化氢反应;a~80段开始生成沉淀,加入80mL氢氧化钠溶液后沉淀达到最大量,此时溶液中的溶质为NaCl;80~90段氢氧化铝开始溶解,溶解氢氧化铝消耗了10mLNaOH,则氢氧化铝沉淀的物质的量为:2mol/L×0.01L=0.02mol;当加入90mLNaOH溶液后氢氧化铝完全溶解,此时沉淀只有氢氧化镁;
(1)①0~amL为氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水,离子方程式为:OH-+H+=H2O;
②amL~80mL为氢氧化钠分别于氯化铝和氯化镁反应生成氢氧化铝和氢氧化镁沉淀与氯化钠,离子方程式为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;
③80mL~90ml为氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
故答案为:OH-+H+=H2O;Al3++3OH-=Al(OH)3↓;Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(2)从横坐标80mL到90mL这段可以得出:n(Al(OH)3)=n(NaOH)=0.01L×2mol/L=0.02mol,则n(Al)=n(Al(OH)3)=0.02mol,原混合物中铝的质量为:27g/mol×0.02mol=0.54g;故答案为:0.54g;
(3)加入80mL氢氧化钠溶液时,溶质为NaCl,则n(HCl)=n(NaOH)=2mol/L×0.08L=0.16mol,盐酸的体积为:=0.08L=80mL;故答案为:80;
(4)由图可知m(Mg(OH)2)=1.74g,则n(Mg)=n(Mg(OH)2)==0.03mol,==1.5;故答案为:1.5(或3∶2);
(5)根据元素守恒,n(MgCl2)= n(Mg) =0.03mol,n(AlCl3)=n(Al)=0.02mol,与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氢氧化铝两种沉淀时消耗的n(NaOH)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)==0.12mol,则V(NaOH)==0.06L=60mL,则与氯化氢反应的氢氧化钠的体积a=80mL-60mL=20mL,故答案为:20(mL)。
【点睛】明确图象各阶段发生的反应是解答本题的关键,注意守恒法在化学计算中的应用。
20.(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。
21. 5.4g 4.0mol/L 0.8 mol/L
根据图象可知反应后硫酸过量,氢氧化钠首先中和硫酸,然后沉淀镁离子和铝离子,完全沉淀后氢氧化钠溶解氢氧化铝,据此解答。
(1)由图可知当沉淀质量不再发生变化时,生成0.15mol氢氧化镁,则氢氧化铝为(0.35mol-0.15mol)=0.2mol,由Al原子守恒可知,n(Al)=0.2mol,其质量为0.2mol×27g/mol=5.4g;
(2)加入200mL~250mL氢氧化钠溶液时,氢氧化铝沉淀溶解,发生反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,消耗NaOH的物质的量为0.2mol,所以NaOH溶液的浓度为:0.2mol÷0.05L=4.0mol/L;
(3)加入200mL氢氧化钠溶液时,镁离子、铝离子恰好完全沉淀,此时溶质为Na2SO4,则n(Na2SO4)=n(H2SO4)=n(NaOH)=0.5×4.0mol/L×0.2L=0.4mol,该稀硫酸的物质的量浓度为:0.4mol÷0.5L=0.8 mol/L。
22. He H3PO4 甲基 Cl2+H2O2=2HCl+O2 NH3 氨气分子间存在氢键 Li2O Be(OH)2+2OH-=+2H2O
结合元素周期表的结构可知,①为H元素、②为He元素、③为Li元素、④为Be元素、⑤为C元素、⑥为N元素、⑦为O元素、⑧为P元素、⑨为Cl元素、⑩为K元素,然后结合物质的性质及元素周期律分析解答。
(1)He最外层电子达饱和,难得失电子,最难形成简单离子。元素P最外层5各电子,其的最高价为+5价,其最高价氧化物的水化物的化学式为H3PO4。答案为He,H3PO4;
(2)H与C能形成 9 电子微粒是甲基-CH3,其名称为甲基;H与O可组成原子个数比为 1:1的化合物为H2O2,将Cl2通入过氧化氢的水溶液中,生成一种强酸且有气体放出,此气体为O2,为氧化产物,则强酸应为HCl溶液,此反应的化学方程式为Cl2+H2O2=2HCl+O2。答案为甲基,Cl2+H2O2=2HCl+O2;
(3)NH3沸点高于PH3,是由于NH3分子间存在氢键,增加了分子之间的作用。答案为NH3,NH3分子间有氢键沸点更高;
(4)Li与O2在加热条件下可发生反应,生成氧化锂,其化学式为Li2O。答案为Li2O;
(5)Be与铝性质相似,Be(OH)2有两性,能与KOH溶液反应生成盐和水,发生反应的离子方程式为:Be(OH)2+2OH-=+2H2O。答案为Be(OH)2+2OH-=+2H2O