4.2元素周期律课堂同步练-人教版高中化学必修第一册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.X、Y、Z、M、N、Q均为短周期主族元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.Y是形成化合物种类最多的元素
B.N和X所形成的化合物可用作工业上冶炼金属的原料
C.形成的简单离子半径最小的是
D.氢化物的稳定性:
2.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。X、Z属于同一主族,常温常压下,Z的单质是黄色固体。下列说法不正确的是
A.X的氢化物的热稳定性比W的强
B.Z的氧化物形成的水化物一定是强酸
C.X的原子半径比Z的原子半径小
D.X与Y的形成化合物的是离子化合物
3.下列说法正确的是( )
A.非金属性:Cl>S B.第ⅠA族元素都是碱金属元素
C.碱性:LiOH>NaOH D.卤族元素最高化合价均为+7价
4.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Z同周期且相邻,X、W同主族且与Y处于不同周期,Y、Z原子的电子总数与X、W原子的电子总数之比为5:4。下列说法正确的是
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
C.由X、Z组成的化合物与由Z、W组成的化合物只能发生化合反应
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物可以是酸、碱或盐
5.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2 具有相同的电子层结构,W与X同主族。下列说法正确的是
A.原子半径大小顺序:r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X)
B.Y分别与Z、W形成的化合物中,化学键类型完全相同
C.Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强
D.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱
6.北京大学雷晓光教授在2019年被遴选为“青年化学家元素周期表”氮元素的代言人。下列与氮元素有关的说法正确的是
A.14N与14C互为同位素 B.NH3的热稳定性比HF的强
C.1mol氨基(—NH2)中的电子数为9NA D.N2的电子式为
7.砷元素广泛地存在于自然界,单质以灰砷、黑砷和黄砷形式存在,其化合物常用作农药、除草剂、杀虫剂等。俗称砒霜,是一种两性氧化物,可用于治疗癌症。是一种酸性氧化物。水体中含有一定浓度的和时会破坏水质,需要通过一定的方法除去。下列转化在指定条件下能够实现的是
A. B.
C. D.
8.短周期主族元素X,Y、Z、W的原子序数依次增大,其中X,Z同主族,且Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸,短周期中Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性最强。下列说法正确的是
A.X的简单氢化物的沸点比W的低
B.原子半径:
C.Y、Z的简单离子具有相同的电子层结构
D.Y分别与X、Z、W形成的化合物中均一定只含离子键
9.关于前四周期主族元素、、、的判断正确的是
A.原子半径: B.热稳定性:
C.酸性: D.Ge位于第四周期ⅥA族
10.科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种具有高效催化性能的超分子,其分子结构示意图如图(实线代表共价键)。W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.原子半径Z>Y>X>W
B.Y与W、X、Z均可形成至少两种化合物
C.1molZW与水发生反应生成1molW2,转移电子2mol
D.Y与Z可组成阴阳离子数之比为1∶1的离子化合物
二、填空题
11.生产中曾用铝热反应焊接钢轨,铝与氧化铁发生反应的化学方程式为 。氢氧化铝的电离方程式为: 。
12.化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用。
(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7,其中1/3的Cu以罕见的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置为 ,基态Cu3+的核外电子排布式为
(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明,若构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性。下列物质适合做录音磁带磁粉原料的为 (填序号)。
A.V2O5 B.CrO2
C.PbO D.ZnO
(3)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献,成为我国首获科学类诺贝尔奖的人。青蒿素的结构简式如图所示,其组成元素的电负性由大到小的顺序为 。
13.W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1:1和1:2的化合物。
请回答下列问题。
(1)H2Y2的电子式为 ,Z在周期表中的位置 。
(2)在图中,b的pH约为7,且含有Fe2+和淀粉KI的水溶液,a为H2Y2的水溶液,旋开分液漏斗旋钮,观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是 。
(3)已知:298K时,金属钠与Y2气体反应,若生成1molNa2Y固体时,放出热量414kJ;若生成1molNa2Y2固体时,放出热量511kJ。则由Na2Y固体与Y2气体反应生成Na2Y2固体的热化学方程式为 。
(4)有人设想利用原电池原理以气体Z2和氢气制备一种重要的化工原料,同时获取电能。假设这种想法可行,用石墨作电极材料,用稀盐酸作电解溶液,则通入Z2的电极为原电池的 极,其电极反应式为 。
14.根据周期表对角线规则,金属Be与Al单质及其化合物性质相似。试回答下列问题:
(1)写出Be与NaOH溶液反应生成Na2BeO2的离子方程式 ;
(2)Be(OH)2与Mg(OH)2可用 试剂鉴别,其反应离子方程式为 。
(3)Li和Mg根据对角线规则,性质也相似,则Li在空气中燃烧,主要产物的化学式是 ;同时还有少量 生成。
15.PSCl3、SCl2、NaN3等化合物用途非常广泛。
(1)PSCl3(结构式为:)中磷的化合价为 。
(2)S2Cl2分子中各原子均满足8电子结构,画出S2Cl2的结构式: 。
(3)能说明同周期的相邻元素S的非金属性比Cl弱的事实是 (填标号)。
A.H2SO3的酸性比HClO3的弱
B.气态H2S的热稳定性比HCl的弱
C.Cl2通入Na2S溶液可发生反应:Cl2+S2-=2Cl-+S↓
D.SO2是常见的还原剂,ClO2是常见的氧化剂
(4)NaN3是一种易溶于水(NaN3=Na++N)的白色固体,钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如图:
①钠元素位于周期表第 周期 族。
②Na+的结构示意图为 。
③反应NH4NO3N2O↑+2H2O↑中,每生成1molN2O转移电子数为 。
④销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为 。(N被氧化为N2)。
16.短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。常温下,A、B组成的化合物是常见液体,C的原子半径是短周期主族元素中最大的,D最外层电子数等于电子层数的2倍。回答下列问题:
(1)B在元素周期表中的位置为 ;A、B组成的原子个数比为1:1的化合物的电子式为 。
(2)B、C的简单离子中,半径较大的是 (填离子符号);A、B、C三种元素组成的化合物中含有的化学键类型是 。
(3)C、D的最高价氧化物对应的水化物间反应的离子方程式为 。
(4)下列叙述能说明E的非金属性强于D的是 (填序号)。
a.D的简单氢化物的稳定性强于E的
b.D的氧化物对应的水化物的酸性弱于E的
c.D的单质常温下为固体,E的单质常温下为气体
d.E的单质通入D的简单氢化物的水溶液中,有D单质生成
17.用1~18号元素及其形成的化合物的化学式填空。
(1)原子半径最小的元素是 。
(2)除稀有气体元素外,原子半径最大的元素是 ,它的原子结构示意图是 。
(3)与水反应最剧烈的金属是 。
(4)最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是 。
(5)最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物的是 。
(6)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是 。
(7)最稳定的气态氢化物是 。
(8)金属性最强的元素是 ,非金属性最强的元素是 。
(9)最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 。
18.针对表中 10 种元素及由这些元素形成的单质和化合物,用元素符号或者化学式填写以下空格。
族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③
3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
4 ⑩
(1)最活泼的金属元素是 ,最活泼的非金属元素是 ,最不活泼的元素是 ,其单质既能与强酸又能与强碱反应的元素是 , 其单质常用作半导体材料的元素是
(2)碱性最强的最高价氧化物对应水化物是 ,酸性最强的最高价氧化物对应水化物 是 ,最稳定的气态氢化物是 。
(3)在④与⑤中,还原性较强的是 在⑧与⑨的单质中,氧化性较强的是 ,
(4)①的气态氢化物和①的最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式 为: ;⑥和⑩两种元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式 为: ;用电子式表示④和⑧形成的化合物的形成过程 。
19.Ⅰ.写出下列反应的离子方程式。
(1)向含HCl和NH4Al(SO4)2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成沉淀的量与加入NaOH溶液的量关系如图所示,依据反应的“先后顺序”写出下列各段反应的离子方程式:
①“OA”段: ;
②“AB”段: ;
③“BC”段: ;
④“CD”段: 。
Ⅱ.“新冠”疫情期间,人们广泛使用“84”消液(有效成分)回答下列问题:
84消毒液 (有效成分) (规格) (质量分数)25% (密度)
(2)如图是某“84”消毒液的标签,的物质的量浓度为 (保留1位小数)。使用时通常稀释100倍(体积比),稀释时需要使用的玻璃仪器为胶头滴管、玻璃棒、 。
(3)资料显示“84”消毒液不能与洁厕灵(含)混合使用,对此某小组开展如图所示的研究。
①两表面皿之间充满黄绿色气体。则“84”消毒液与洁厕灵反应的化学方程式为 ;的作用是 。
②“84”消毒液消毒衣服时要先用温水稀释后再浸泡一段时间,但温度不能高于50℃。则温度不宜过高的原因是 。
20.下表为元素周期表的一部分,表中序号分别代表某一元素。请回答下列问题。
(1)③的原子结构示意图是 。
(2)①~⑨中非金属性最强的元素是 (填化学式)。
(3)①和⑨两种元素组成的化合物中含有的化学键是 (填“共价键”或“离子键”)。
(4)①、⑤的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为 。
三、实验题
21.某校化学学习小组设计了相关实验来探究元素周期律。该组同学为验证卤素单质氧化性的相对强弱,用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程及现象:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸;
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹;
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a;
Ⅳ.打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后层溶液变为紫红色。
请回答下列有关问题。
(1)B中溶液由黄色变为棕红色时发生反应的离子方程式为 。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。
(3)B和C仪器口放置浸有溶液的棉花的作用是 。
(4)由此实验得出的结论:同主族元素从上到下,原子的得电子能力逐渐 (填“减弱”或“增强”)。
22.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。
(1)利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律:装置D的作用为 。
(2)若要证明非金属性:Cl>I,则A中加浓盐酸,B中加 (填KMnO4或MnO2),写出B中反应的离子方程式 ,C中加淀粉碘化钾混合溶液,观察到C中溶液 的现象,即可证明;
(3)若要证明非金属性:C>Si,则在A中加 、B中加 、C中加Na2SiO3溶液,观察到C中溶液出现白色沉淀的现象,即可证明。写出C中发生反应的离子方程式 ,此装置有不足之处,应在两个装置中间添加有 溶液的洗气瓶。
23.为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行试验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
试验过程:
I.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
II.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
III.当B中溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a。
IV.打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡。
已知:I2溶于CCl4呈紫红色
(1)仪器A的名称为 ,CCl4的电子式为 。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是 。
(4)验证溴的氧化性强于碘的现象是 。
(5)过程III实验的目的是 。
(6)试从微观角度解释氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下 ,得电子能力逐渐减弱。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【分析】电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;X、Y、Z、M、N、Q均为短周期主族元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示,X原子半径最小且只有-2价,则为氧;Y存在+4、-4,且原子半径较小,为碳;Z存在+7、-1,且原子半径大于碳,为氯;M存在+6、-2,为硫;N存在+3价,且原子半径较大,为铝;Q原子半径最大,且只有+1,为钠;
【详解】A.碳存在若干种有机物,是形成化合物种类最多的元素,A正确;
B.N和X所形成的化合物氧化铝电解生成铝单质,可用作工业上冶炼金属的原料,B正确;
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;形成的简单离子半径最小的是Al3+,C错误;
D.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,氢化物的稳定性:,D正确;
故选C。
2.B
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,则W为N元素,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,则Y为Na元素,X、Z属于同一主族,常温常压下,Z的单质是黄色固体,则X为O元素、Z为S元素,据此解答。
【详解】A.元素的非金属性O>N,故氢化物热稳定性:H2O>NH3,故A正确;
B..Z的氧化物形成的水化物为硫酸或亚硫酸,硫酸属于强酸,但亚硫酸属于弱酸,故B错误;;
C.同主族元素自上而下原子半径增大,故原子半径: OD.氧和钠形成的化合物有氧化钠、过氧化钠,二者均属于离子化合物,故D正确;
故答案选B。
3.A
【详解】A.同周期元素从左向右非金属元素的非金属性逐渐增强,故非金属性:Cl>S,故A正确;
B.H元素也是第ⅠA族元素,属于非金属元素,故B错误;
C.金属元素的金属性越强,其对应碱的碱性越强,金属性:Li<Na,则碱性:LiOH<NaOH,故C错误;
D.F元素无正价,故D错误;
故选A。
4.D
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Z同周期且相邻,X、W同主族且与Y处于不同周期,因此X是H,W是Na。Y、Z原子的电子总数与X、W原子的电子总数之比为5:4,则Y为氮、Z为氧。据此解答。
【详解】A.同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,原子半径:,故A项错误;
B.氮元素非金属性弱于氧元素,的热稳定性比的弱,故B项错误;
C.Z、W组成的化合物可以是或,与的反应不是化合反应,故C项错误;
D. 由X、Y、Z三种元素组成的化合物可以是硝酸,一水合氨,硝酸铵,分别是酸碱盐,故D正确;
故选:D。
5.C
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,则X为C元素,Y是地壳中含量最高的元素,Y为O元素;Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,可知Z为Mg元素,W与X同主族,可知W为Si元素,然后结合元素周期律及元素化合物知识来解答。
【详解】由上述分析可知,X为C、Y为O、Z为Mg、W为Si。
A.电子层越多,原子半径越大,同周期随原子序数增大、原子半径减小,则原子半径大小顺序:r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),故A错误;
B.Y分别与Z、W形成的化合物为MgO、SiO2,含化学键分别为离子键、共价键,故B错误;
C.氧元素的非金属性强于硅元素,则O的简单氢化物的热稳定性强于硅化氢,故C正确;
D.非金属性C>Si,则X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强,故D错误;
故选:C。
6.C
【详解】A.同位素指质子数相同中子数不同的核素,C与N质子数不同,不是同位素,A项错误;
B.非金属性F>N,气态氢化物的稳定性HF>NH3,B项错误;
C.N的电子数为7,H的电子数为1,所以1mol氨基(—NH2)中的电子数为9NA,C项正确;
D.N2的电子式为,D项错误;
故选C。
7.C
【详解】A.As2O3是一种两性氧化物,和盐酸会生成盐而不是酸,A错误;
B.As2O5具有强氧化性,次氯酸钠也具有氧化性,不能发生氧化还原反应,B错误;
C.As2O5是一种酸性氧化物,可以和过量的氢氧化钠生成正盐Na3AsO4,C正确;
D.As2O5是一种酸性氧化物,可以和水反应生成H3AsO4,D错误;
故选C。
8.B
【分析】短周期中,Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性最强,则Y为Na;X、Z同主族,且Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸,则Z为S元素,X是O,所以W是Cl,以此分析解答。
【详解】结合分析可知,X为O,Y为Na,Z为S,W为Cl。
A.水分子间能形成氢键,所以X的简单氢化物的沸点比W的高,故A错误;
B.同周期从左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:Y>Z>W>X,故B正确;
C.Y、Z的简单离子分别是10电子和18电子,不具有相同的电子层结构,故C错误;
D.过氧化钠中含有共价键,故D错误;
故选B。
9.B
【详解】A.根据离子半径大小的判断,电子层数越多,原子半径越大,电子层结构相同,质子数越大,半径越小,故原子半径:,A错误;
B.因为元素的非金属性:,所以热稳定性:,B正确;
C.元素的非金属性:,酸性:,C错误;
D.Ge位于第四周期ⅣA族,D错误;
故选B。
10.B
【分析】W、X、Y、Z 为短周期元素,原子序数依次递增,Z是同周期中金属性最强的元系,且W、X、Z分别位于不同周期,易知,Z为Na,W为H;X、Y位于第二周期, 由超分子的结构示意图知,X连四条键、Y连两条键,则X为C,Y为O,据此解答。
【详解】A.原子半径Na>C>O>H,即Z>X> Y > W,故A错误;
B.O与H可形成H2O、 H2O2,O与C可形成CO、CO2,O与Na可形成NaO、Na2O2,故B正确;
C. 1molNaH和H2O发生反应生成1molH2,NaH十H2O= H2↑十NaOH,1molNaH反应转移1mol电子,故C错误;
D.O与Na形成的离子化合物为Na2O和Na2O2,其中,Na2O2的阴离子(O2-):阳离子(Na+)=1:2,故D错误。
故答案选B。
11. 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe AlO2-+H++H2OAl(OH)3Al3++3OH-
【详解】(1)氧化铁与铝反应生成铁与氧化铝,化学方程式:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe;
氢氧化铝为两性氧化物,存在酸式电离和碱式电离,电离方程式:AlO2-+H++H2OAl(OH)3Al3++3OH-。
12. 第四周期ⅠB族 1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8) B O>C>H
【分析】(3)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献,成为我国首获科学类诺贝尔奖的人。青蒿素的结构简式如图所示,其组成元素的电负性由大到小的顺序为_______。
【详解】(1)Cu原子核外有29个电子,基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故Cu元素在周期表中处于第四周期ⅠB族。基态Cu原子失去3个电子得到Cu3+,故基态Cu3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8。
(2)构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性,V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,不含未成对电子;Cr4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2,含2个未成对电子;Pb和C元素同主族,Pb2+的6s能级处于最外层,有2个电子,故Pb2+不含未成对电子;Zn2+的价电子排布式为3d10,不含未成对电子,故具有磁性的为CrO2。故选B。
(3)青蒿素中含有C、H、O三种元素,其电负性由大到小的顺序为O>C>H。
13. 第三周期ⅦA族 2Fe2++3H2O2+4I-=2Fe(OH)3+2I2 Na2O(s)+1/2O2(g)=Na2O2(s)△H=-97kJ/mol 正极 Cl2+2e-=2Cl-
【分析】W、X、Y、Z四种短周期元素,由元素在元素周期表中的位置,可知W、Y处于第二周期,X、Z处于第三周期,其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数l:1和1:2的化合物,则Y为O元素,可推知W为C元素、X为P、Z为Cl。
【详解】(1)H2O2分子中O原子之间形成1对共用电子对、H原子与O原子之间形成1对共用电子对,其电子式为;Z为Cl元素,处于第三周期ⅦA族,故答案为;第三周期ⅦA族;
(2)在图2中,将H2O2的水溶液滴入含有Fe2+和淀粉KI的水溶液,观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成,说明反应生成氢氧化铁与碘单质.当消耗2molI-时,共转移3mol电子,则参加反应的Fe2+物质的量为=1mol,参加反应H2O2的物质的量==1.5mol,故Fe2+、H2O2、I-的化学计量数之比=2:3:4,该反应离子方程式为:2Fe2++3H2O2+4I-=2Fe(OH)3↓+2I2,故答案为2Fe2++3H2O2+4I-=2Fe(OH)3↓+2I2;
(3)根据题意可知:①2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)△H=-414kJ/mol,②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=-511kJ/mol根据盖斯定律,②-①得Na2O(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=-97kJ/mol,故答案为Na2O(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=-97kJ/mol;
(4)氯气获得电子生成Cl-,发生还原反应,应在原电池正极通入,电极反应式为:Cl2+2e-=2Cl-,故答案为正;Cl2+2e-=2Cl-。
14. Be+2OH-=BeO22-+H2↑ NaOH溶液 Be(OH)2+2OH-=BeO22-+2H2O Li2O Li3N
【分析】(1)根据铝的单质的性质可推断铍与氢氧化钠的反应;
(2)氢氧化铍与氢氧化铝性质相似,能和氢氧化钠反应,而Mg(OH)2和氢氧化钠不反应;
(3)Li与Mg根据对角线规则,性质也相似,根据Mg与空气中的氧气、氮气反应,主要生成MgO,还有少量Mg3N2生成推断。
【详解】(1)金属铍与铝的单质及其化合物性质相似,则Be与NaOH溶液反应生成Na2BeO2和氢气,离子方程式为Be+2OH-=BeO22-+H2↑,故答案为Be+2OH-=BeO22-+H2↑;
(2)氢氧化铍与氢氧化铝性质相似,能和氢氧化钠反应,而Mg(OH)2和氢氧化钠不反应,则选NaOH溶液鉴别,离子方程式为Be(OH)2+2OH-=BeO22-+2H2O,故答案为NaOH溶液;Be(OH)2+2OH-=BeO22-+2H2O;
(3)Li与Mg根据对角线规则,性质也相似,而Mg与空气中的氧气、氮气反应,主要生成MgO,还有少量Mg3N2生成,则Li在空气中燃烧,主要生成Li2O,还生成少量的Li3N,故答案为Li2O;Li3N。
15. +5 Cl一S一S一Cl BC 三 IA 2.408×1024 ClO-+2N+H2O=Cl-+N2↑+2OH-
【详解】(1)根据结构简式知,Cl元素化合价为-1、S元素化合价为-2,分子中各元素化合价的代数和为0,则P为+5价;
(2)S2Cl2分子中各原子均满足8电子结构,说明每个Cl原子形成1个共价键、每个S原子形成2个共价键,所以其结构式为Cl-S-S-Cl;
(3)元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,其单质与氢气化合越容易,其氢化物的稳定性越强,其最高价氧化物的水合物酸性越强;
A.H2SO3、HClO3都不是非金属元素的最高价含氧酸,所以不能据此酸性强弱判断非金属性强弱,故A错误;
B.气态H2S的热稳定性比HCl的弱,则非金属性SC.Cl2通入Na2S溶液可发生反应:Cl2+S2-=2Cl-+S↓,氯气氧化性大于S,则非金属性Cl>S,故C正确;
D.SO2、ClO2的氧化性或还原性强弱与其非金属性强弱无关,故D错误;
综上所诉,答案选BC;
(4)①钠是11号元素,位于周期表第三周期第IA族;
②Na+的结构示意图为: ;
③反应NH4NO3N2O↑+2H2O↑中,氮元素由+5价降为+1价,由-3价升为+1价,故每生成1molN2O转移电子4mol,转移电子数为:2.408×1024;
④销毁NaN3可用NaClO溶液,二者发生氧化还原反应,该反应的离子方程式为:ClO-+2N+H2O=Cl-+N2↑+2OH-。
16. 第二周期VIA族 O2- 离子键、共价键 H++OH-=H2O d
【分析】由题干可知,短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。常温下,A、B组成的化合物是常见液体H2O,故A为H,B为O,C的原子半径是短周期主族元素中最大的故C为Na,D最外层电子数等于电子层数的2倍,故D为S,故E只能是Cl,据此进行解题。
【详解】(1)由分析可知,B是O元素,故在元素周期表中的位置为第二周期VIA族;A、B即H和O组成的原子个数比为1:1的化合物即H2O2,故其电子式为,故答案为:第二周期VIA族;;
(2)B、C的简单离子即O2-和Na+,两离子具有相同的核外电子排布,其半径与核电荷数有关,核电荷数越大半径越小,半径较大的是O2-;A、B、C三种元素即H、O、Na组成的化合物为NaOH,故其含有的化学键类型是离子键、共价键,故答案为:O2-;离子键、共价键;
(3)C、D的最高价氧化物对应的水化物即NaOH和HClO4,故反应的离子方程式为H++OH-=H2O,故答案为:H++OH-=H2O;
(4)
a.简单气态氢化物的稳定性与元素的非金属性一致,故D的简单氢化物的稳定性强于E的,说明D的非金属强于E,a不合题意;
b.元素的最高价氧化物对应水化物的酸性与非金属性一致,故D的氧化物对应的水化物的酸性弱于E的,不能说明D、E的非金属性强弱,b不合题意;
c.物质的状态是物理性质,非金属性是化学性质,二者不相关,故D的单质常温下为固体,E的单质常温下为气体,不能说明D、E的非金属性强弱,c不合题意;
d.E的单质通入D的简单氢化物的水溶液即Cl2+H2S=2HCl+S,有D单质生成,说明Cl2的氧化性强于S的,元素单质的氧化性与非金属性一致,故说明E的非金属性强于D的,d符合题意;
故答案为:d。
17. H Na Na NaOH Al(OH)3 N HF Na F HClO4
【详解】分析: (1)原子半径最小的元素是H;(2)1~18号元素中,除稀有气体外,原子半径最大的元素是Na;(3)与水反应最剧烈的金属是Na;(4)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是NaOH;(5)最高价氧化物对应水化物为两性氢氧化物的是Al(OH)3;(6)气态氢化物的水溶液呈碱性的物质是氨气;(7)最稳定的气态氢化物是HF;(8)金属性最强的元素是Na,非金属性最强的元素是F;(9)酸性最强的最高价氧化物是Cl2O7对应的水化物是HClO4。
详解:(1) 用1~18号元素中,原子半径最小的元素是H;正确答案:H。
(2)1~18号元素中,除稀有气体外,原子半径最大的元素是Na,其原子结构示意图是;正确答案:Na ; 。
(3)与水反应最剧烈的金属是Na;正确答案:Na。
(4)元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物碱性越强,因此最强的是NaOH;正确答案:NaOH。
(5)最高价氧化物对应水化物为两性氢氧化物的是Al(OH)3;正确答案:Al(OH)3。
(6)气态氢化物的水溶液呈碱性的物质是氨气,所以该空填N;正确答案:N。
(7)元素的非金属性越强,氢化物越稳定;氟元素的非金属性最强,其气态氢化物最稳定;正确答案:HF。
(8)金属性最强的元素是Na,非金属性最强的元素是F;正确答案:Na;F。
(9)元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性就越强;酸性最强的最高价氧化物是Cl2O7对应的水化物是HClO4;正确答案:HClO4。
点睛:本题考查了元素周期表中元素性质的比较和递变规律,同一周期、同一主族元素性质的相似性和递变性,属于高考的基础考点,本题注意原子半径最小的为氢,但是非金属性最强的为氟。
18.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)根据元素周期律,同周期从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,同主族从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。最活泼的金属元素是,最活泼的非金属元素是,最不活泼的元素是稀有气体,单质既能与强酸又能与强碱反应, 单质常用作半导体材料的元素。
(2)的金属性最强,最高价氧化物对应水化物碱性最强的是,没有最高正价,故高价氧化物对应水化物酸性最强的是,因为非金属性最强,故氢化物最稳定的是。
(3)和位于同周期,从左到右,金属性逐渐减弱,所以金属性>,还原性>;和位于同周期,从左到右非金属性逐渐增强,所以非金属性>,所以单质的氧化性:>。
(4)①为N元素,N元素的气态氢化物为,最高价氧化物的水化物为,发生反应:;显两性,能与反应生成,反应的离子方程式为:;和生成,用电子式表示形成过程为:。
19.(1) H++OH-=H2O Al3++3OH-=Al(OH)3↓ NH+OH-=NH3·H2O Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O
(2) 4.0 量筒、烧杯
(3) 吸收Cl2,防止污染空气 防止温度过高HClO分解
【分析】(1)结合图象可知,含HCl和NH4Al(SO4)2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,首先氢离子与氢氧化钠反应,其次是铝离子和氢氧化钠反应,然后是铵根离子与氢氧化钠溶液反应,最后是氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应。
【详解】(1)①氢离子与氢氧化钠反应,离子方程式为H++OH-=H2O;
②铝离子和氢氧化钠反应,离子方程式为Al3++3OH-=Al(OH)3↓;
③铵根离子与氢氧化钠溶液反应,离子方程式为NH+OH-=NH3·H2O;
④氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应,离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O。
(2)的物质的量浓度为==4.0mol/L。稀释溶液通常在烧杯内进行,并且需使用量筒,所以需要使用的玻璃仪器为胶头滴管、玻璃棒、量筒、烧杯。
(3)①两表面皿之间充满黄绿色气体,则表明“84”消毒液与洁厕灵反应生成氯气,化学方程式为;生成的Cl2是大气污染物,则NaOH的作用是吸收Cl2,防止污染空气。
②“84”消毒液消毒衣服时温度不能高于50℃,否则易造成水解生成HClO的分解,则温度不宜过高的原因是:防止温度过高HClO分解。答案为:防止温度过高HClO分解。
20.(1)
(2)F
(3)离子键
(4)Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O
【分析】由元素在周期表的位置可知,①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩分别为Na、K、Mg、Ca、Al、Si、N、F、Cl、Ne,据此解答。
【详解】(1)Mg的原子序数是12,原子结构示意图是;
(2)同周期自左向右非金属性逐渐增强,同主族从上到下非金属性逐渐减弱,则①~⑨中非金属性最强的元素是F;
(3)①和⑨两种元素组成的化合物是氯化钠,其中含有的化学键是离子键;
(4)①、⑤的最高价氧化物对应的水化物即氢氧化钠和氢氧化铝反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O。
21. 湿润的淀粉试纸变蓝 吸收未反应的氯气,防止污染空气 减弱
【分析】浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,氯气使湿润淀粉-KI试纸变蓝,氯气与溴化钠反应生成溴单质和氯化钠。将C中生成的单质溴加入到D中,把碘化钾氧化为单质碘,由于氯气会向外扩散,因此在试管口要用浸有溶液的棉花,主要是除掉氯气,防止污染环境。
【详解】(1)与溶液反应生成和,反应的离子方程式为;故答案为:。
(2)湿润的淀粉试纸变蓝色,说明有单质碘生成,即说明氯气的氧化性强于碘;故答案为:湿润的淀粉试纸变蓝。
(3)B和C仪器口放置浸有溶液的棉花的作用是吸收未反应的氯气,防止其对空气造成污染;故答案为:吸收未反应的氯气,防止污染空气。
(4)由实验可知氯气的氧化性强于溴,而溴的氧化性强于碘,所以同主族元素从上到下,原子的得电子能力逐渐减弱;故答案为:减弱。
22. 防倒吸 KMnO4 16H++10Cl-+2MnO4-=2Mn2++8H2O+5Cl2↑ 颜色变蓝色 盐酸 碳酸钙 SiO32-+CO2+H2O= H2SiO3↓+CO32- 饱和碳酸氢钠
【分析】题给装置是一个可在常温下反应生成气体的气体制备验证装置,球形干燥管所起的作用是防倒吸。
由题给信息,可知此处判断元素的非金属性强弱依据的是:
(1)非金属性越强,元素所对应的单质的氧化性就越强,
(2)非金属性越强,则该元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。
据此进行分析。
【详解】(1)仪器D为球形干燥管,可以防止倒吸。故答案为:防倒吸;
(2)要证明非金属性:Cl>I,左边装置应为制备Cl2的装置,根据反应条件,常温下进行,则应选择KMnO4,因为浓盐酸和MnO2反应制Cl2需加热;B中发生反应:16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑,则离子反应方程式为:16H++10Cl-+2MnO4-=2Mn2++8H2O+5Cl2↑;Cl2通入C中,可以将KI中的I-氧化成I2,而淀粉遇I2变蓝,溶液颜色变化为蓝色,可证明非金属性Cl>I,故答案为:KMnO4;16H++10Cl-+2MnO4-=2Mn2++8H2O+5Cl2↑;颜色变蓝色;
(3)元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,根据强酸能和弱酸盐反应制成弱酸,故可以在A中加盐酸,B中放碳酸钙,盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳和水,根据题意,C中放硅酸钠,反应后有白色沉淀产生,发生了反应:Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,离子方程式为:SiO32-+CO2+H2O= H2SiO3↓+CO32-;因为反应中可能会因为盐酸的挥发性导致生成的CO2中混有HCl,盐酸也能和硅酸钠反应生成H2SiO3↓,对实验产生干扰,故可采用饱和碳酸氢钠溶液除去HCl,答案为:盐酸;碳酸钙;SiO32-+CO2+H2O= H2SiO3↓+CO32-;饱和碳酸氢钠。
23.(1) 圆底烧瓶
(2)淀粉—KI试纸变蓝
(3)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
(4)D中CCl4层溶液变为紫红色
(5)确认C中的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
【分析】在A中,浓盐酸与KMnO4固体反应可制得氯气;Cl2能使淀粉KI试纸变蓝,则表明氯气的氧化性大于I2;在B中,起初通入氯气溶液呈黄色,后来继续通入氯气,溶液呈棕色,表明C溶液中只生成Br2,没有Cl2剩余。
【详解】(1)根据装置图,仪器A的名称为圆底烧瓶,CCl4是共价化合物,电子式为;
(2)验证氯气的氧化性强于碘,常用Cl2与KI反应,再检验生成的I2,实验现象是A中淀粉—KI试纸变蓝;
(3)B中溶液中,Cl2与NaBr发生置换反应生成NaCl和Br2,发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
(4)验证溴的氧化性强于碘,则Br2与KI发生置换反应生成I2,I2被CCl4萃取后进入下层,所以现象是D中CCl4层溶液变为紫红色;
(5)过程Ⅲ中实验,表明溶液中通入Cl2,能继续反应生成Br2,则Br-有剩余,溶液中不存在Cl2,目的是确认C中的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱。
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