第一章 原子结构与性质 测试题（含解析） 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 测试题
一、选择题
1．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子最外层有3个未成对电子，Y是地壳中含量高的元素，Z单质能与冷水剧烈反应并放出氢气，W的周期数与族序数相等。下列说法正确的是
A．简单离子的半径：X>Y>Z>W
B．电负性大小：X>Y>W>Z
C．第一电离能：Y>X>W>Z
D．X、Z、W三种元素最高价氧化物对应水化物间只存在两个反应
2．不锈钢中含有铬和镍。这两种元素在周期表中的位置是
A．s区 B．p区 C．d区 D．区
3．2022年12月24日，乌克兰的马林卡重镇受到俄罗斯的铝热弹打击，3000℃高温熔炼成的火雨倾泻而下，城区内一片火海，顿时变成废墟。铝热弹实际上是利用铝和金属氧化物反应(即铝热反应)放出大量热量的原理，如：，下列说法正确的是
A．铝和氧化镁能发生铝热反应
B．Cr原子的价层电子排布式为：
C．分子结构如上图所示，据此推测有强氧化性
D．工业上不使用无水氯化铝为原料而使用氧化铝来冶炼金属铝，原因是氧化铝熔点低，耗能少
4．下列判断正确的是
A．电负性：NC．热稳定性：HF5．下列各组多电子原子的原子轨道能量高低的比较中正确的是
A．3s＜2p B．3px=3px C．1s＞2s D．3d=4s
6．下列关于Na和K的比较中正确的是
A．原子半径：Na＞K B．金属性：Na＞K
C．第一电离能：Na＞K D．还原性：Na＞K
7．X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M原子核外有8种运动状态不同的电子，Q是短周期中除稀有气体元素外原子半径最大的元素。下列说法不正确的是
A．第一电离能：
B．Q与M形成的二元化合物中可能含有非极性共价键
C．最高正化合价：
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：
8．下列表述错误的是
A．原子轨道能量：
B．M电子层存在3个能级、9个原子轨道
C．p能级的能量不一定比s能级的能量高
D．电子能量较高，总是在比电子离核更远的地方运动
9．下列化学用语不正确的是
A．乙烯的结构简式CH2=CH2
B．Fe2+的价层电子排布式：3d54s1
C．丙烷分子的球棍模型：
D．镁原子的核外电子排布图：
10．居里夫妇用α粒子()轰击某金属原子得到，基态Y原子3p能级半充满。具有放射性，很快衰变为：，。下列说法正确的是
A．第一电离能：XB．自然界不存在Y4分子，因其化学键不稳定
C．X原子核内中子数与质子数之比为13：14
D．简单氢化物的热稳定性：Y11．某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示，单位为kJ·mol)如表所示。关于元素R的判断中正确的是
电离能
R 740 1500 7700 10500
A．R元素基态原子的价电子排布式为 B．R的最高正价为+2价
C．R元素可能属于非金属元素 D．R元素位于元素周期表中第ⅠA族
12．中国空间站天和核心舱的主要能量来源是砷化镓太阳电池阵，其中与同主族，与N同主族，的熔点为1238℃。下列说法错误的是
A．砷化镓属于金属材料 B．晶体类型为原子晶体
C．原子半径： D．第一电离能：
13．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、Z位于同主族，四种元素组成的一种化合物的结构式如图所示。下列说法不正确的是
A．简单离子半径：
B．W的最简单氢化物的稳定性比X的强
C．第一电离能：
D．W与Y、Z均可形成至少两种化合物
14．短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大，a、b两基态原子的核外电子的空间运动状态相同，且b是地壳中含量最多的元素，c的基态原子的最高能级的电子数是b的基态原子的最低能级电子数的一半，d的周期数与族序数相等。下列说法正确的是
A．元素的电负性：
B．a的简单氢化物含有分子间氢键易液化
C．d的最高价氧化物对应水化物呈碱性
D．b与c可形成两种离子化合物，且阴离子与阳离子的个数比均为
15．锂离子蓄电池放电时的反应如下：Li1 xCoO2 + LixC6LiCoO2 + C6 (x<1)。下列说法正确的是
A．Co3+的基态3d能级上有2个未成对电子
B．该电池比能量高，污染小，是理想的一次电池
C．充电时，阴极电极反应式为：xLi+ + C6 + xe－＝LixC6
D．放电时，Li+在电解质中由正极向负极迁移
二、填空题
16．铁、铝在生产生活中有广泛的应用。回答下列问题：
(1)铝的原子结构示意图为_______。它位于元素周期表的第_______周期，第_______族。
(2)Na、Al最高价氧化物的水化物之间反应的化学方程式是_______。
(3)实验室制备氢氧化铝的常用方法是在氯化铝溶液中滴加氨水，反应的离子方程式为_______。
(4)检验某溶液中是否含有 Fe3+的操作方法是_______。
17．补齐连线，从A、B、C中任选两个作答，若都作答，按A和B计分_______。
18．太阳能的开发利用在新能源研究领域中占据重要地位。单晶硅太阳能电池片在加工时，一般掺杂微量的铜、硼、镓、硒、钛、矾等。回答下列问题：
(1)基态钒原子的电子排布式为 ___________，其中能量最高的电子所占据能级的原子轨道有_________个伸展方向。
(2)VO2+与可形成配合物。中，第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为_________ (用元素符号表示)。
(3)镓与硒相比，电负性更大的是________ (填元素符号)。
(4)已知高温下Cu2O比CuO更稳定，试从铜原子核外电子结构角度解释其原因： ________________________________________ 。
(5)与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的有_________(填元素符号，下同)。
(6)在第二周期元素中，第一电离能介于B和N两元素之间的有_________。
(7)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为 Se _________(填“>”或“<”) Si 。与 Si 同周期的部分元素的电离能如图所示，其中a、b和c分别代表_________(填字母)。
A． a为，b为，c为I3 B． a为，b为，c为
C． a为，b为，c为I1 D． a为，b为，c为
19．氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题：
(1)“中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一 个十年行动纲领。氮化铬在现代工业中发挥更重要的作用，请写出Cr3+的价电子轨道表示式 ___________ ；基态铬、氮原子的未成对电子数之比为___________。
(2)NH3也是造成水体富营养化的重要原因之一，用NaClO溶液氧化可除去氨气。其反应机理如图所示(其中H2O和NaCl 略去)。NaClO 氧化NH3的总反应化学程式为 ___________。
(3)改变对溶液中NaClO去除氨气效果与余氯(溶液中+1价氯元素的含量)的影响如图所示，则除氨气过程中最佳的值约为___________。
(4)室温下，用水稀释0.1mol·L-1氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是___________。
A．) B．
C．c(H+) D．
(5)25°C时，将amol NH4NO3溶于水，向该溶液中滴加bL氨水后溶液呈中性，滴加氨水的过程中水的电离平衡将___________ (填 “正向”、“逆向”或“不”)移动。
(6)工业上利用NH3制备联氨(N2H4)装置如下图，其阳极电极反应式为___________。
20．回答下列问题：
(1)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为_______；其最高价氧化物对应水化物的化学式是_______。
(2)s电子的原子轨道呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p电子的原子轨道呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。
(3)元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，其p电子云在空间有3个互相_______(填“垂直”或“平行”)的伸展方向；元素X的名称_______，它的最低价氢化物的电子式是_______。
(4)元素Y的基态原子电子排布式为nsn-1npn+1，则Y的元素符号为_______，其基态原子的电子排布图为_______。
21．回答下列问题：
(1)无机化合物甲、乙分别由三种元素组成。组成甲、乙化合物的元素原子的特征排布都可表示如下：asa、bsbbpb、csccp2c甲是一种溶解度较小的盐类化合物。由此可知甲、乙的化学式分别是___________、___________。
(2)根据周期表对角线规则，金属铍与铝的单质及其化合物性质相似，又已知氯化铝的熔、沸点较低，易升化。氢氧化铍与氢氧化镁可用___________鉴别，其离子方程式是___________。
(3)已知砷(As)元素原子的最外层电子排布是 4s24p3,砷酸钠在酸性条件下能把碘化钾氧化为单质碘，同时生成亚砷酸钠(Na3AsO3)和水，该反应的离子方程式为___________。
22．回答下列问题：
(1)基态Ti原子的核外电子排布式为___________
(2)Fe在周期表中的位置为___________
(3)基态Cu原子的价电子排布式为___________
(4)基态Ca2+核外电子排布式为___________
三、元素或物质推断题
23．现有中学化学常见的金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙、丁以及物质D、E、F、G、H、X，其中气体乙为黄绿色气体。它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。
请根据以上信息完成下列各题：
(1)金属B中的元素在元素周期表中的位置为_______。
(2)在反应①、②、④、⑤、⑦中，不属于氧化还原反应的是_______(填编号)。
(3)标准状况下，3.9g的固体X与足量的水反应得到200mLD溶液，反应过程中生成气体丁的体积为_______mL，D溶液中溶质的物质的量浓度为_______。
(4)写出反应③的离子方程式：_______，该反应的氧化剂是_______。
(5)写出反应④的化学方程式：_______，反应过程⑥中的实验现象为_______。
【参考答案】
一、选择题
1．A
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y是地壳中含量高的元素，Y为O元素；Z单质能与冷水剧烈反应并放出氢气，Z为Na元素；基态X原子最外层有3个未成对电子，则X价电子排布为2s22p3，X为N元素；W的周期数与族序数相等，则W为第三周期IIIA族元素，W为Al。
解析：A．电子层越多离子半径越大，电子层相同时核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：N3->O2->Na+>Al3+，故A正确；
B．同周期元素，从左往右电负性增大，则电负性大小：O>N>Al>Na，故B错误；
C．同周期元素，从左往右第一电离能有增大的趋势，但第VA族元素最外层电子半充满更加稳定，第一电离能大于第VIA族的元素，则第一电离能：N>O>Al>Na，故C错误；
D． 、NaOH、两两之间均反应，故D错误；
故选A。
2．C
解析：Cr的原子序数为24，价电子排布为3d54s1，Ni的原子序数为28，价电子排布为3d84s2，分别位于ⅥB族、Ⅷ族，位于d区；
故答案选C。
3．C
解析：A．金属镁的活泼性比铝强，铝和氧化镁不能发生铝热反应，A错误；
B．根据洪特规则，Cr原子的价层电子排布式为，B错误；
C．分子中有过氧键，能体现出强氧化性，C正确；
D．高温时氯化铝不能电离出离子，工业上使用熔融的氧化铝来电解冶炼铝，D错误；
故选C。
4．A
解析：A．同周期元素随着原子序数递增电负性逐渐增强，A正确；
B．同周期元素随着原子序数递增原子半径逐渐减小，原子半径Na大于Mg，B错误；
C．同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，其氢化物的热稳定性逐渐减弱，HF>HCl>HBr ，C错误；
D．非金属元素最高价氧化物的水化物酸性的强弱与中心非金属元素的非金属性相关，非金属性N>P，故，D错误；
故选A。
5．B
解析：A．原子中不同能级电子能量从小到大顺序是1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f，所以3s>2p，，故A错误；
B．3px和3py轨道是两个不同的原子轨道，空间伸展方向不同，两个轨道上的电子的运动状态不同，但同一能级上的原子轨道具有相同的能量，故B正确；
C．由A分析可知，1s<2s，故C错误；
D．原子中不同能级电子能量从小到大顺序是1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f，所以3d>4s，故D错误；
故选B。
6．C
解析：A．同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则钠原子的原子半径小于钾原子，故A错误；
B．同主族元素，从上到下元素的金属性依次增强，则钠元素的金属性弱于钾元素，故B错误；
C．同主族元素，从上到下第一电离能依次减小，则钠原子的第一电离能大于钾原子，故C正确；
D．同主族元素，从上到下元素的金属性依次增强，单质的还原性依次增强，则钠单质的还原性弱于钾单质，故D错误；
故选C。
7．C
【分析】X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，为Be元素；Y的s能级电子数量是p能级的两倍，为C元素；M原子核外有8种运动状态不同的电子，为O元素；Q是短周期中除稀有气体元素外原子半径最大的元素，为Na元素。即X、Y、Z、M、Q分别是Be、C、N、O、Na元素。
解析：A． M为O，Z为N，N的2p能级为半充满状态，较稳定，第一电离能大于氧，第一电离能：，故A正确；
B． Q、M形成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O2中钠离子和过氧根离子之间存在离子键、过氧根离子中存在O-O非极性键，故B正确；
C． 主族元素最高正化合价与其族序数相等，X为Be最高正化合价为+2、Z为N最高正化合价为+5、因为O、F元素非金属性很强，不易失电子，所以M没有正化合价，故C错误；
D． Y、Z分别是C、N元素，非金属性：Y＜Z，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞Y，故D正确；
故选C。
8．D
解析：A．不同能层的相同能级的能量越来越高，则原子轨道能量：，A正确；
B．M电子层存在3个能级，分别为3s、3p、3d，原子轨道数为1+3+5=9，B正确；
C．p能级的能量不一定比s能级的能量高，比如3p能级能量小于4s能级能量，C正确；
D．4s 电子能量较高，但不一定总是在比 3s 电子离核更远的地方运动，D错误；
综上所述，答案为D。
9．B
解析：A．乙烯分子中存在碳碳双键，结构简式为：CH2=CH2，故A正确；
B．Fe 的价电子核外电子排布式为3d64s2，4s能级上电子的能量低于3d，Fe失去的是4s能级上的两个电子后得到Fe2+，Fe2+的价层电子排布式：3d6，故B错误；
C．丙烷为含有3个C的烷烃，碳原子的原子半径大于氢原子，其球棍模型为：，故C正确；
D．镁是12号元素，原子核外有12个电子，根据构造原理可知，镁原子的核外电子排布图：，故D正确；
答案选B。
10．A
【分析】基态Y原子3p能级半充满，所以Y原子为P；由题干信息可知，A+4=30+1，A=27，X和Y质子数相差2，所以X为Al；Q和Y质子数相差1，Q为Si，据此分析解题。
解析：A．X为Al，Q为Si，Y为P，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以第一电离能：AlB．Y原子为P，自然界存在P4，B错误；
C．X为Al，质子数为13，中子数为14，所以中子数与质子数之比为14：13，C错误；
D．P电负性大于Si，所以简单氢化物的热稳定性：Y>Q，D错误；
故选A。
11．B
【分析】根据第一至第四电离能的数据可知，第三电离能突然增大，说明该元素容易失去2个电子，则该元素原子最外层含有2个电子，据此分析解答。从表中原子的第一至第四电离能的数据，元素的第一、第二电离能都较小，第三电离能突然增大，容易失去2个电子，最高化合价为+2价，即最外层应有2个电子，应为第ⅡA族元素。
解析：A．R元素可能是Mg或Be，基态原子的价电子排布式为ns2，故A错误；
B．第ⅡA族元素最外层有2个电子，所以R的最高正价为+2价，故B正确；
C．R元素可能是Mg或Be，不可能属于非金属元素，故C错误；
D．最外层有2个电子，所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族，故D错误；
故选：B。
12．A
解析：A．砷化镓为半导体材料，不是金属材料，A错误；
B．砷化镓熔点较高，符合原子晶体的物理性质，B正确；
C．镓和砷电子层数相同，砷的核电荷数较多，半径较小，C正确；
D．第一电离能同周期从左到右逐渐增大，故砷大于镓，D正确；
答案选A。
13．B
【分析】根据四种元素组成的化合物的结构式可以看出，Y为带一个单位正电荷的阳离子，在短周期里，Y为Na；阴离子带一个单位负电荷，从阴离子的组成看，应是W得到一个电子形成的，W形成两个共价键，Z形成六个共价键，W、Z位于同主族，所以W为O，Z为S；X形成一个共价键，短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，则X为F。即W为O、X为F、Y为Na、Z为S。
解析：A．一般来说，电子层数越多，半径越大；当电子层数相同时，质子数越多，半径越大。所以简单离子半径：S2-＞O2-＞Na+，故A正确；
B．非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强。同周期元素，从左到右，元素的非金属性逐渐增强，所以F的简单氢化物HF的稳定性强于H2O，故B错误；
C．同周期元素，从左到右，电离能逐渐增大；同主族元素，从上到下，电离能逐渐减小，所以电离能：F＞O＞S＞Na，故C正确；
D．O与Na可形成Na2O、Na2O2，O与S可形成SO2、SO3，故D正确；
故选B。
14．B
解析：A．由题意可知a为N元素，b为O元素，c为Na元素，d为Al元素。电负性：，A错误；
B．因为氨气的分子中含有氢键，使分子间的相互作用力增大，所以氨气易液化，B正确；
C．为两性氢氧化物，C错误；
D．O与Na可形成、两种离子化合物，阴离子与阳离子的个数比均为，D错误；
故选B。
15．C
【分析】根据总方程式可知，LixC6是负极，电极反应为：LixC6-xe－＝xLi++C6，另一极为正极，电极反应为：Li1 xCoO2 + xe－+ xLi+＝LiCoO2，以此解题。
解析：A．Co是27号元素，根据构造原理可知基态Co原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2，Co原子失去最外层的2个4s电子后，再失去1个3d电子，就得到Co3+，则基态Co3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，由于d有5个轨道，根据原子核外电子排布规律可知其3d轨道上有4个未成对电子，A错误；
B．锂离子电池是可充电电池，属于二次电池，B错误；
C．锂离子蓄电池在充电时，Li+在阴极得到电子被还原，电极反应式为xLi++C6+xe－＝LixC6，C正确；
D．锂离子电池在放电时，阳离子向正极移动，则Li+在电解质中由负极向正极迁移，D错误；
故选C。
二、填空题
16．(1) 三 IIIA
(2)NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O
(3)
(4)取样，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变红色说明有Fe3+，反之则无。
解析：（1）铝的核电荷数为13，其原子结构示意图为；铝位于元素周期表的第三周期第IIIA族；
（2）Na、Al最高价氧化物的水化物分别为NaOH和Al(OH)3，二者反应的化学方程式为NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O；
（3）氯化铝溶液中滴加氨水，反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，其离子方程式为；
（4）根据Fe3+遇KSCN得红色溶液，检验某溶液中是否含有Fe3+的操作方法是：取样，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变红色说明有Fe3+，反之则无。
17．
解析：A类：氧化钠属于碱性氧化物，HClO属于酸，硫酸钠属于盐，氢氧化铁属于碱；
B类：碳酸氢钠受热易分解产生二氧化碳，用于作发酵粉，氯气可与氢氧化钙反应生成次氯酸钙和氯化钙，可用于制作漂白粉，过氧化钠与水或二氧化碳反应生成氧气，可用于作供氧剂，钠具有较强的还原性，可用于冶炼不活泼的金属；
C类：屠呦呦发现青蒿素，拉瓦锡提出氧化学说，门捷列夫发现元素周期律，阿伏加德罗发表分子学说。
18．(1) 1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2} 5
(2)O>C
(3)Se
(4)亚铜离子价电子排布式为3d ，核外电子处于稳定的全充满状态
(5)Ni、Ge、Se
(6)Be、C、O
(7) > B
解析：（1）钒为23号元素，基态钒原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2}，其中能量最高的电子所占据能级为3d，其原子轨道有5个伸展方向。
（2）第二周期元素为碳、氧，同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，故第一电离能由大到小的顺序为O>C；
（3）同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；镓与硒相比，电负性更大的是Se；
（4）亚铜离子价电子排布式为3d ，核外电子处于稳定的全充满状态，故导致高温下Cu2O比CuO更稳定；
（5）钛位于第四周期，价电子排布为3d24s2，未成对电子数为2，与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的有Ni、Ge、Se；
（6）同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素；Be原子价电子为2s2全满稳定状态，电离能较B大；故在第二周期元素中，第一电离能介于B和N两元素之间的有Be、C、O；
（7）“Si—H”中共用电子对偏向氢元素，则电负性氢大于硅；氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒得电子能力大于氢，故电负性硒大于氢；故硒与硅的电负性相对大小为 Se >Si；
同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，但是镁原子价电子为3s2全满稳定状态，电离能较相邻元素大；P的3p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素；则c为；
失去第一个电子后，钠离子为8电子稳定结构，失去第二电子需要较大能量，其第二电离能在同周期主族元素中最大，故a为；
故选B。
19．(1) 2:1
(2)
(3)1.5
(4)BD
(5)逆向
(6)
解析：（1）三价铬离子的价电子排布式为3d3，则其价电子轨道表示式为：；基态铬原子的价电子轨道表示式为： ，核外有6个未成对电子，基态氮原子的价电子轨道式为：，核外有3个未成对电子，因此基态铬、氮原子的未成对电子数之比为2:1。
（2）根据图示，由始态和终态判断反应物中氨气被氧化成氮气，次氯酸钠则被还原成氯化钠，依据得失电子守恒和质量守恒，可知化学方程式为：。
（3）当去除率较高，余氯量较低时，说明去除效果最佳，由图示可知，符合要求的最佳值约为1.5。
（4）A．由氨水的电离方程式可知，为平衡常数，只随温度变化，用水稀释，温度不变，比值不变，A项错误；
B．加水稀释，促进一水合氨的电离，n()减小，n()增大，两者在同一溶液中，体积相同，因此减小，B项正确；
C．加水稀释，氨水碱性减弱，c()浓度减小，c()浓度增大，C项错误；
D．加水稀释，氨水碱性减弱，c()浓度减小，c()浓度增大，减小，D项正确；
答案选BD。
（5）25°C时，将amolNH4NO3溶于水，向该溶液中滴加bL氨水后溶液呈中性，氨水会电离生成铵根离子和氢氧根离子，会对水的电离起到抑制作用，使水的电离平衡逆向移动。
（6）分析装置图可知，氧离子移向的电极为阳极，阳极上通入氨气失电子生成N2H4，阴极上氧气得到电子生成O2-。在阳极，NH3转变为N2H4，氮元素化合价由-3价变为-2价，则2molNH3失去2mol电子生成1molN2H4，余下的2molH与阴极传导过来的O2-结合生成水。故阳极电极反应为：
20．(1) 1s22s22p63s23p4 H2SO4
(2) 球 1 哑铃 3
(3) 垂直 氮
(4) S
解析：（1）根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p4，该元素是S元素，S元素最外层有6个电子，其最高化合价是+6价，其最高价氧化物对应的水化物是硫酸，其化学式为H2SO4；
（2）s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道。
（3）元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，其p电子云在空间有3个互相垂直的伸展方向；s轨道只能排满2个电子，所以n＝2，核外电子数是7个，则元素X的名称氮，它的最低价氢化物是氨气，电子式是。
（4）元素Y的基态原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，s轨道只能排满2个电子，所以n-1=2，n＝3，则Y的元素符号为S，其基态原子的电子排布图为。
21．(1) BeCO3 H2CO3
(2) NaOH溶液 Be(OH)2＋2OH-=BeO＋2H2O
(3)AsO＋2I-＋2H＋=AsO＋H2O＋I2
解析：（1）无机化合物甲、乙分别由三种元素组成，组成甲、乙化合物的元素原子的特征排布都可表示如下：asa、bsbbpb、csccp2c．由于s能级最大容纳2个电子，a≤2，故b=c=2，可知1s1或2s2为H或Be，2s22p2为C元素，2s22p4为O元素，由于甲是一种溶解度较小的盐类化合物，且溶于乙，则甲为碳酸铍、乙为碳酸，甲、乙的化学式分别是BeCO3、H2CO3。
（2）铍与铝的性质相似，单质能与氢氧化钠反应生成铍酸钠和氢气，氢氧化物有两性，与氢氧化钠反应生成铍酸钠和水，可用NaOH溶液鉴别氢氧化镁和氢氧化铍，离子方程式为：Be(OH)2＋2OH-=BeO＋2H2O。
（3）砷元素原子的最外层电子排布是4s24p3，原子电子数是为4、最外层电子数为5，故处于第四周期第ⅤA族，最高正化合价为+5，最高价氧化物的化学式是As2O5，结合磷酸钠可知砷酸钠的化学式是Na3AsO4，砷酸钠在酸性条件下能把碘化钾氧化为单质碘，同时生成亚砷酸钠（Na3AsO3）和水，该反应的离子方程式为：AsO＋2I-＋2H＋=AsO＋H2O＋I2。
22．(1)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
(2)第四周期第Ⅷ族
(3)3d104s1
(4)1s22s22p63s23p6
解析：（1）Ti的原子序数为22，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。
（2）Fe的原子序数为26，在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。
（3）Cu的原子序数为29，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，则价电子排布式为3d104s1。
（4）Ca的原子序数为20，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，Ca失去2个电子后形成Ca2+，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。
三、元素或物质推断题
23．(1)第三周期第IIIA族
(2)⑦
(3) 560 0.5
(4) 水(或)
(5) 产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色
【分析】金属单质A和O2反应生成淡黄色固体X，则X为Na2O2，A为Na；Na与H2O反应产生气体甲是H2，D为NaOH，金属B和氢氧化钠溶液反应，说明B为Al，黄绿色气体乙为Cl2，气体甲和氯气反应生成丙为HCl，物质E为盐酸溶液， D是NaOH，D溶液和G溶液反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH)3，盐酸与金属C反应产生金属氯化物，该氯化物与NaOH溶液反应产生Fe(OH)3，则C是Fe，F为FeCl2、G为FeCl3；Na2O2与水反应生成NaOH和O2，则气体丁为O2；据此分析解答。
解析：（1）根据分析，金属B为Al，其位于元素周期表的第三周期第IIIA族；
（2）反应①、②、④、⑤分别为Na和H2O、Na2O2和H2O、H2和Cl2、Fe和盐酸的反应，均为氧化还原反应，反应⑦为FeCl3和NaOH的反应，为复分解反应，属于非氧化还原反应，则不属于氧化还原反应的是⑦；
（3）Na2O2与H2O发生反应，0.05molNa2O2反应生成0.025molO2，体积为；反应生成0.1molNaOH，所得溶液中溶质的物质的量浓度为；
（4）根据分析，反应③为Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，反应的离子方程式为；该反应中，H2O中H元素化合价降低，作氧化剂；
（5）反应④为H2和Cl2在点燃条件下反应生成HCl，化学方程式为；反应⑥为FeCl2和NaOH反应生成NaCl和Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中久置最终转变为Fe(OH)3，观察到的现象为：产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色。