第四章 物质结构元素周期律 测试题(含解析) 2023-2024学年高一上学期化学人教版(2019)必修第一册

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名称 第四章 物质结构元素周期律 测试题(含解析) 2023-2024学年高一上学期化学人教版(2019)必修第一册
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-02 14:08:02

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第四章 物质结构元素周期律 测试题
一、选择题
1.下列过程中化学键被破坏的是
①碘升华②溴蒸气被木炭吸附③酒精溶于水④HCl气体溶于水⑤MgCl2溶解于水
A.全部 B.②③④⑤ C.④⑤ D.⑤
2.下列物质属于共价化合物的是
A. B. C.KCl D.NaOH
3.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为18,X、W位于同一主族,X原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料。下列说法正确的是
A.原子半径: XB.X与Y可形成离子化合物YX
C.简单氢化物的稳定性: X> Z> W
D.Y、Z的单质均能与W的最高价氧化物对应的水化物反应
4.下列两种物质之间属于同素异形体关系的是
A.石墨和C60 B.水和重水 C.干冰和二氧化碳 D.12C 和14C
5.下列有关原子结构的说法正确的是
A.电子层离原子核越远,该电子层上的电子的能量越低
B.某粒子的结构示意图为,其中的x不一定等于10
C.中子数为18的氯原子表示方法为:
D.第四周期(周期数=电子层数)元素原子的M电子层上都有18个电子
6.某单核X微粒的质子数是17,中子数是20,电子数是18,另一单核Y微粒的质子数和中子数均是1,电子数是0。则下列说法不正确的是
A.Y可表示为:D+
B.由X和Y形成的物质是非电解质
C.X可表示为:
D.由X和Y形成的分子摩尔质量为:39g mol-1
7.类比法是一种学习化学的重要方法,下列类比法结论错误的是
A.NF3的空间结构为三角锥形,则PCl3的空间结构也为三角锥形
B.乙炔的分子结构为直线形,则HCN的分子结构也为直线形
C.CCl3COOH酸性强于CH3COOH,则可推出CF3COOH酸性强于CH3COOH
D.NaCl固体与浓硫酸共热可制HCl,则NaI固体与浓硫酸共热可制HI
8.下列说法中不正确的是
A.晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响
B.“天宫课堂”中过饱和乙酸钠溶液析晶放热与形成新的化学键有关
C.将熔融状态下的HCl和NaCl进行导电性实验可证明HCl由共价键形成而NaCl由离子键形成
D.H元素与其他元素化合可能形成共价化合物也可能形成离子化合物
9.PCl3常用作制造有机磷农药的原料。PCl3与水反应的方程式为,下列说法错误的是
A.P的原子结构示意图为 B.中含有极性键和离子键
C.水分子的空间结构为V形 D. PCl3的电子式为
10.海带提碘过程中,进行下列实验操作时,选用仪器正确的是
仪器
选项 A.灼烧海带 B.浸泡海带灰 C.提取碘水中的 D.分离和
A.A B.B C.C D.D
11.判断O的非金属性比N强,不可依据的事实是
A.氨气在氧气中燃烧生成氮气和水 B.中N为+4价,O为―2
C.相对分子质量: D.热稳定性:
12.《化学》第一册“方法导引”栏目呈现了4种学习方法,有关说法不正确的是
选项 方法导引 内容或例子
A 认识元素及其化合物性质的视角 从物质类别视角分析Fe2O3,是金属氧化物,可能与酸发生反应;从化合价视角分析Fe2O3,铁元素为+3价,具有氧化性
B 模型 阿伦尼乌斯提出的电离模型很好的解释了酸、碱、盐溶液的某些性质
C 实验室制取气体装置设计 实验室制备的氯气依次通过浓硫酸和饱和食盐水的除杂装置,可以得到干燥纯净的氯气
D 预测 铷与钠、钾都是IA族元素,所以,可预测出铷也能与水反应
A.A B.B C.C D.D
13.科学家们创造出了最轻的镁同位素18Mg,18Mg与24Mg具有
A.不同电子数 B.不同物理性质
C.不同核电荷数 D.不同化学性质
14.下列实验装置能达到实验目的的是
A.①验证非金属性强弱:Cl>C>Si B.②用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸
C.③制备胶体 D.④收集并吸收尾气
15.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍,下列说法正确的是
Y Z
X W
A.原子半径:XB.简单气态氢化物的稳定性:Y>Z
C.Z与Na形成两种离子化合物阴阳离子个数比均为1:2
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:X>W
二、填空题
16.I.现有下列十种物质:①液态氯化氢;②小苏打;③固体纯碱;④氨气;⑤葡萄糖;⑥氯化镁;⑦;⑧氯水;⑨;⑩硫酸铁溶液。
(1)上述十种物质中,属于电解质的有 ,属于非电解质的有 。
(2)④的电子式为 。
(3)用电子式表示⑥的形成过程 。
(4)除去③中少量②的相应化学方程式为 。
(5)⑦中含有的化学键为 。
II.写出下列反应的离子方程式(已知还原性:):
(6)向溶液中通入少量(与的微粒数的比值) ;
(7)向溶液中通入,与的化学计量数之比为1∶l∶ 。
17.用分别表示含有18个电子的四种微粒(离子或分子),请回答:
(1)A元素是 (用元素符号表示,下同),B元素是 ,C元素是 。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,其化学式是 。
18.在生产生活中,卤族元素(F、Cl、Br、I)的单质及化合物用途广泛。
(1)氯元素在周期表中的位置为 。
(2)下列说法中正确的是_______
A.XeF2 分子中各原子最外层均满足 8e-结构
B.食用碘盐中添加了 KIO3
C.氟元素的非金属性强于氯元素,故氢氟酸的酸性强于盐酸
D.还原性:Br->I-
(3)已知:ICl(氯化碘)是红棕色液体,易水解。ICl 的水解反应方程式是 。
(4)工业氢溴酸常带有淡淡的黄色,可能的原因是:①含 Fe3+,②含 Br2,③含 Fe3+和 Br2,只用下列一种试剂就能分析产生淡黄色的原因,该试剂是 _______(填写字母)。
A.KMnO4 溶液 B.KSCN 溶液 C.淀粉 KI 溶液 D.CCl4
19.根据所学知识,回答下列问题:
(1)用铂丝蘸取下列物质灼烧,焰色为紫色的是 (填序号)
a.NaCl b. c.
(2)同温同压下,同体积的和气体中原子的个数比为 。
(3)将溶于水配制成1L溶液。溶液中的物质的量浓度为 ;
(4)的结构式为 。
20.0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol·L-1H2SO4溶液中,然后再滴加1 mol·L-1NaOH溶液。请回答:
(1)若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1=120mL时,则金属粉末中n(Mg)= ,V2= mL。
(2)若在滴加NaOH溶液过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)= mL。
(3)若向300mL 1 mol/LAL2(SO4)3的溶液中逐渐加入浓度为1mol/L的溶液,若产生2.34克白色沉淀,则加入的NaOH溶液的体积可能为 毫升。
(4)若混合物仍为0.1 mol,其中Mg粉的物质的量分数为a,用100 mL 2 mol·L-1硫酸溶解此混合物后,再加入460 mL 1 mol·L-1NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3。满足条件的a的取值范围是 。
21.现有100mL含Cu2+、Al3+、NH4+、H+、Cl-的溶液,向该溶液中逐滴加入5mol·L-1NaOH溶液,所加NaOH 溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下所示:
(1)B点的沉淀物的化学式为 ;
(2)原溶液中Cu2+的物质的量为 ,原溶液中Cl-物质的量浓度为 ;
(3)原溶液的C(H+)= ,x-y= ;
(4)经过滤得到D点的沉淀物,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀是否洗涤干净的方法是 。
22.A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,其原子序数依次增大,其中B与C同周期,D与E、F同周期,A与D同主族,C与F同主族,C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,E为地壳中含量最高的金属元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,三种是固体。回答下列问题:
(1)元素E在元素周期表中的位置是 。
(2)B.C、D三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是 (填离子符号)。
(3)化合物DCA的俗称为 ,单质在工业上的用途为 。
(4)化合物的摩尔质量为 ,非金属性:C F(填“>”、“<”)。
(5)少量的与D的最高价氧化物对应的水化物可发生反应,生成物仅为和,该反应的离子方程式为 。
23.为了探究氯、溴、硫的非金属性强弱,设计如下实验装置(加热及夹持装置已略)。
(1)仪器a的名称是 。试剂X是 。
(2)写出装置A中发生反应的化学方程式:
(3)装置E中NaOH溶液的作用是
(4)反应一段时间后,观察到装置C中溶液变为橙黄色,说明非金属性:Cl Br( 填“>"或"<")。
(5)打开装置C中的活塞,将装置C中的溶液逐渐滴入装置D中,振荡。观察到的现象是 ,写出可能发生反应的离子方程式: 写一个即可),根据此现象不一定能说明溴的非金属性比硫强,原因是 。
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:①碘升华是碘固体变为碘气体,化学键没有破坏,破坏了范德华力;②溴蒸气被木炭吸附,没有破坏化学键,破坏了范德华力;③酒精溶于水形成酒精水溶液,没有破坏化学键;④HCl气体溶于水,在水的作用下电离出氢离子和氯离子,破坏了化学键;⑤MgCl2溶解于水,破坏了离子键,因此化学键被破坏的是④⑤,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
2.B
解析:A.氧气属于单质,A不符合题意;
B.分子中氮原子与氢原子之间以共用电子对形式构成,所以属于共价化合物,B符合题意;
C.KCl是由钾离子和氯离子构成的离子化合物,C不符合题意;
D.NaOH中含离子键和共价键,属于离子化合物,D不符合题意;
故选B。
3.B
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大短周期主族元素,X最外层电子数是次外层电子数的3倍,则X为O元素,Z的单质晶体是应用广泛的半导体材料,则Z为Si元素,W与X位于同一主族,则W为S元素,又它们原子的最外层电子数之和为18,可知Y的最外层电子数为18-6-6-4=2,则Y为Be元素,据此分析解答。
解析:A.同周期元素,原子半径从左至右依次减小,同主族元素自上而下原子半径依次增大,因此原子半径:r(Si)>r(S)>(Be)>r(O),A错误;
B.O和Be元素可以形成离子化合物BeO,B正确;
C.非金属性越强,简单氢化物越稳定性,非金属性O>S>Si,则简单氢化物的稳定性: H2O> H2S> SiH4,C错误;
D.Y、Z的单质为Be、Si,W的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4,Si和H2SO4不反应,D 错误;
故选B。
4.A
解析:同素异形体是同一元素形成的性质不同的几种单质,故石墨和C60是碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,水和重水是含有不同氢原子的水分子,属于同一种物质,干冰和二氧化碳是同一种物质,而12C 和14C是质子数相同而中子数不同的原子,互为同位素关系,故答案为:A。
5.B
解析:A.电子层离原子核越远,该电子层上的电子的能量越高,选项A错误;
B.某粒子的结构示意图为,若为原子则x等于10,若为阴离子则x小于10,若为阳离子则x大于10,选项B正确;
C.中子数为18的氯原子,质量数为35,可表示方法为:,选项C错误;
D.第四周期K、Ca等元素原子的M电子层上均不为18个电子,选项D错误;
答案选B。
6.B
解析:单核X微粒的质子数是17,电子数是18,X为,Y微粒的质子数和中子数均是1,电子数是0,Y 为。
A.通过分析,Y 为,可以表示为:,A正确;
B.X和Y形成的物质为,为电解质,B错误;
C.X为,结构示意图为:,C正确;
D.X和Y形成的物质为,摩尔质量为:,D正确;
故选B。
7.D
解析:A.价电子总数和原子总数相同的分子、离子或基团互称为等电子体。和互为等电子体,结构相似,均为三角锥形,选项A正确;
B.乙炔的分子结构简式为H-CC-H,HCN的分子结构为H-CN,均为直线形,选项B正确;
C.电负性:F>Cl>H,由酸性强于可推出酸性强于,选项C正确;
D.HI还原性较强,会被浓硫酸氧化,故NaI固体与浓硫酸共热得不到HI,选项D错误;
答案选D。
8.A
解析:A.晶体溶于水时,不仅破坏Na+与间的离子键,还破坏中的共价键,A不正确;
B.乙酸钠晶体析出时,形成Na+与CH3COO-间的离子键,放出热量,所以析晶放热与形成新的化学键有关,B正确;
C.熔融状态下的HCl不导电,则表明其由分子构成,原子间形成共价键,熔融的NaCl导电,则表明其含有自由移动的离子,从而表明NaCl由离子键形成,C正确;
D.H元素与O、Cl等其他元素化合时,形成共价化合物,H元素与Na化合生成NaH,形成离子化合物,D正确;
故选A。
9.B
解析:A.P原子核外15个电子, K层排2、L层排8、M层排5,P的原子结构示意图为 ,A正确;
B. 为共价化合物,分子中含有极性键,不含离子键,B不正确;
C. 水分子的空间结构为V形或折线形,C正确;
D. PCl3是共价分子,每个Cl原子和P共用1对电子对,电子式为 ,D正确;
答案选B。
10.B
解析:A.灼烧应该在坩埚中进行,该装置为蒸发皿,故A错误;
B.浸泡海带灰可以在烧杯中进行,故B正确;
C.提取碘离子先用双氧水将其氧化,再在分液漏斗中萃取分液,应选用分液漏斗,故C错误;
D.分离和用蒸馏的方法,应选用直形冷凝管,球形冷凝管易使液体滞留在仪器中,故D错误;
故选B。
11.C
解析:A.氧气作氧化剂,氮气作氧化产物,氧化剂氧化性大于氧化产物,所以非金属性O>N,A正确;
B.二氧化氮中氧元素非金属性强显-2价,氮元素显+4价,B正确;
C.虽氧气相对分子质量32,氮气相对分子质量28,但相对分子质量和元素非金属性无关,C错误;
D.元素非金属性越强,其气态氢化物稳定性越强,D正确;
故选C。
12.C
解析:A.从物质类别视角分析Fe2O3,是金属氧化物,因此可能与酸发生反应;从化合价视角分析Fe2O3,铁元素为+3价,价态比较高,因此具有氧化性,A正确;
B.阿伦尼乌斯提出的电离模型很好的解释了酸、碱、盐溶液的某些性质,属于从模型的角度认识物质的性质,B正确;
C.实验室制备的氯气应该是依次通过饱和食盐水和浓硫酸的除杂装置,才可以得到干燥纯净的氯气,C不正确;
D.铷与钠、钾都是IA族元素,所以依据同主族元素性质相似可判断铷也能与水反应,D正确;
答案选C。
13.B
解析:A.18Mg和24Mg都具有12个电子,A错误;
B.18Mg和24Mg相对原子质量不同,物理性质不同,B正确;
C.18Mg和24Mg核电荷数均为12,C错误;
D.18Mg和24Mg最外层电子数均为2,两者化学性质相同,D错误;
故答案选B。
14.D
解析:A.稀盐酸易挥发,所以能使试管内硅酸钠溶液出现白色沉淀的不一定是二氧化碳,且非金属性需用最高价氧化物对应水化物的酸性验证,上述操作不规范,且不能达到实验目的,A错误;
B.浓硫酸不能直接注入容量瓶中稀释,应该先在烧杯中稀释,冷却后转移到容量瓶,B错误;
C.应该使用饱和氯化铁溶液注入沸水中制备胶体,氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀,C错误;
D.氯气密度大于空气,应该用向上排空气法收集,氢氧化钠溶液吸收尾气,D正确;
故选D。
15.C
【分析】由元素周期表的结构和已知信息Y、W的原子序数之和是Z的3倍可知,X、Y、Z、W分别为Si、N、O、Cl。
解析:A.原子半径:Si>Cl,A错误;
B.简单气态氢化物的稳定性:NH3C.氧与钠形成的两种离子化合物氧化钠和过氧化钠,阴阳离子个数比均为1:2,C正确;
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SiO3答案选C。
二、填空题
16.(1) ①②③⑥⑦⑨ ④⑤
(2)
(3)
(4)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(5)离子键、共价键
(6)Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
(7)2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
解析:(1)1)①液态氯化氢溶于水形成的水溶液能导电,是电解质;
②小苏打是NaHCO3,在水溶液或熔融状态下都能导电,是电解质;
③固体纯碱是Na2CO3,在水溶液或熔融状态下都能够导电,是电解质;
④氨气在水溶液中与水反应生成一水合氨,能够导电,但导电的离子不是氨气自身电离的,是非电解质;
⑤葡萄糖在熔融状态和水溶液中都不能导电,是非电解质;;
⑥氯化镁在水溶液或熔融状态下都能够导电,是电解质;
⑦Na2O2在熔融状态下能导电,属于电解质;
⑧氯水属于混合物,既不是电解质也不是非电解质;
⑨NaHSO4在水溶液和熔融状态下都能导电,属于电解质;
⑩硫酸铁溶液属于混合物,既不是电解质也不是非电解质;
综上所述,属于电解质的有①②③⑥⑦⑨,属于非电解质的有④⑤;
(2)氨气是共价化合物,N别与3个H共用3对电子,电子式为;
(3)⑥为MgCl2,属于离子化合物,Cl得到Mg的电子形成,形成过程为;
(4)NaHCO3受热易分解,因此除去Na2CO3中的NaHCO3,可使用加热的方法,方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(5)Na2O2中Na+和之间为离子键,中O与O之间为非极性共价键;
(6)向FeBr2溶液中通入少量Cl2(Fe2+与Cl2的微粒数的比值≥2),只有Fe2+被氧化,反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;
(7)还原性Fe2+>Br->Cl-,FeBr2与Cl2的化学计量数之比为1::1,假设FeBr2和Cl2均为1mol,根据得失电子守恒可知,1mol Fe2+、1mol Br-被氧化,反应的离子方程式为Fe2++Br-+Cl2=Fe3++Br2+2Cl-,化简可得2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-。
17.(1) K Cl S (2)HCl
解析:(1)A原子失去1个电子形成A+,A+含有18个电子,则A原子核外有19个电子,质子数为19,A为K元素,B原子得到1个电子形成B-,B-含有18个电子,则B原子核外有17个电子,质子数为17,B为Cl元素,C原子得到2个电子形成C2-,C2-含有18个电子,则C原子核外有16个电子,质子数为16,C为S元素。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,含有18个电子,则D为HCl。
18.(1)第三周期第ⅦA 族
(2)B
(3)ICl+H2O=HCl+HIO
(4)D
解析:(1)氯原子序数为17,氯元素在周期表中的位置为第三周期第ⅦA 族。
(2)A. Xe原子最外层为8电子,XeF2的结构式为F-Xe-F ,则XeF2 分子中只有原子最外层均满足 8e-结构、Xe原子最外层为10电子,A错误;
B. 食用碘盐中添加的是 KIO3,B正确;
C.氢氟酸是弱酸、盐酸是强酸,氢氟酸的酸性弱于盐酸,C错误;
D.非金属性越强,对应阴离子的还原性越弱,则还原性:Br->I-,D错误;
选B。
(3)已知ICl易水解,I呈+1价、Cl呈-1价,则水解时ICl与H2O反应生成HCl与HIO。ICl 的水解反应方程式是ICl+H2O=HCl+HIO。
(4)A.Fe3+和 Br2均不与KMnO4 溶液反应,A不符合;
B. KSCN 溶液与铁离子反应生成血红色,观察溶液是否变红能确定是否含铁离子、但不能确定是否有溴单质,B不符合;
C.Fe3+和 Br2均能和KI反应生成碘单质,均能使淀粉 KI 溶液变蓝,C不符合;
D. CCl4能萃取溴单质、溴的四氯化碳溶液呈橙红色,上层为水层,铁离子的水溶液呈黄色,D符合;
选D。
19.(1)b (2)2:3 (3)4 mol L 1 (4)O=O
解析:(1)用铂丝蘸取下列物质灼烧,焰色反应时,钠为黄色,钾为紫色,铜为砖红色,因此焰色为紫色的是碳酸钾,故答案为:b。
(2)同温同压下,同体积的和气体即物质的量相同,1个氮气含有2个原子,1个硫化氢含有3个原子,因此同温同压下,同体积的和气体中原子的个数比为2:3;故答案为:2:3。
(3)将溶于水配制成1L溶液,则氯化镁物质的量浓度,因此溶液中的物质的量浓度为4 mol L 1;故答案为:4 mol L 1。
(4)是氧氧双键,因此氧气的结构式为O=O;故答案为:O=O。
20.02 mol 480 400 90mL或2370 mL 0.4≤a <1
【分析】(1)根据图象可知,在滴加NaOH溶液到体积V1=120mL过程中,没有沉淀生成,说明硫酸有剩余,滴加的NaOH用于中和剩余硫酸,V1=120mL时,剩余的H2SO4与滴加的NaOH恰好完全反应,溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液,设MgSO4为xmol,Al2(SO4)3为ymol,根据守恒列方程求算n(Mg);当滴加NaOH溶液到体积V2时,Al(OH)3完全溶解,沉淀是Mg(OH)2,溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液.根据守恒有: ,据此求出n(NaOH),再利用V=n/c计算;
(2)当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时,即沉淀达到最大值,此时,溶液是Na2SO4溶液,根据SO42-离子和Na+离子守恒有 求出n(NaOH),再利用V=n/c计算;
(3)发生反应 , ,NaOH溶液可能少量只发生反应1,也可能量较多,反生反应1和反应2,根据沉淀质量计算;
(4)反应后的混合溶液,再加入460mL 1mol·L-1的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,溶质为硫酸钠、偏铝酸钠,由于为金属混合物,则a<1,根据钠离子守恒,应满足n(NaOH)≥2n(Na2SO4)+n(NaAlO2),根据铝元素守恒用x表示出n(NaAlO2),据此确定a的取值范围。
解析:(1)100mL2mol/L的H2SO4溶液中硫酸的物质的量为:0.1L×2mol/L=0.2mol,
当V1=120mL时,此时,溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液,
由Na+离子守恒可知,n(Na2SO4)=0.5n(Na+)=0.5n(NaOH)=0.5×0.12L×1mol·L-1=0.06mol,
设MgSO4为xmol,Al2(SO4)3为ymol,则:
根据Mg原子、Al原子守恒有:x+2y=0.1
根据SO42-离子守恒有:x+3y=0.2-0.06=0.14,
联立解得:x=0.02;y=0.04,
所以金属粉末中n(Mg)=0.02mol,n(Al)=2y=2×0.04mol=0.08mol;
滴加NaOH溶液到体积V2时,溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液,根据SO42-离子、Na+离子和Al原子守恒有:,所以,
故答案为:0.02;480;
(2)当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时,此时溶液是Na2SO4溶液,根据SO42-离子和Na+离子守恒有: ,,所以 ,
故答案为:400;
(3) 发生反应 , ,当NaOH量少时只发生反应1, ,则NaOH体积。当NaOH量多时,发生反应1和2,反应1中NaOH消耗物质的量为,反应2中参加反应Al(OH)3物质的量为0.6mol-0.03mol=0.57mol,消耗NaOH物质的量,故总消耗NaOH体积,
故答案为:90mL或2370 mL;
(4)由于为金属混合物,则a<1,Al的物质的量为0.1(1-a)mol,反应后的混合溶液,再加入460mL1mol·L-1的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,溶质为硫酸钠、偏铝酸钠,根据铝元素守恒可知n(NaAlO2)=0.1(1-a)mol,根据钠离子守恒,应满足n(NaOH) ≥2n(Na2SO4)+n(NaAlO2),即0.46×1≥2×0.1×2+0.1(1-a),解得a≥0.4,故0.4≤a <1,
故答案为:0.4≤a <1。
21. Al(OH)3、Cu(OH)2 0.05mol 1.65mol/L 0.2mol/L 0.01mol 取少量最后一次的洗涤液于一洁净试管中,加稀HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀出现,说明沉淀已经洗涤干净。
【分析】分析图象确定各线段对应的化学反应如下:OA段:①H++OH-=H2O,AB段:②Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓和③Al3++3OH-=Al(OH)3↓,BC段:④NH4++OH-=NH3·H2O,CD段:⑤Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
解析:(1) B点的沉淀物的化学式为Al(OH)3和Cu(OH)2;
(2)在图象的CD段,溶解Al(OH)3沉淀消耗的NaOH溶液的体积为2mL,则n(NaOH)=0.002L×5mol/L=0.01mol,由反应⑤求得n(Al(OH)3)= n(Al3+)=0.01mol,再由反应③算出沉淀Al3+要消耗n(NaOH)= 0.03mol,而图象的AB段消耗氢氧化钠的总物质的量为n(NaOH)= 0.026L×5mol·L-1 =0.13mol,所以沉淀Cu2+需要消耗的n(NaOH)= 0.13mol-0.03mol= 0.10 mol,由反应②求得原溶液中n(Cu2+)= n(Cu(OH)2)= 0.05mol。由OA段反应①求得n(H+)= 0.004L×5mol·L-1= 0.02mol,由BC段反应④求得n(NH4+)= 0.003L×5mol·L-1= 0.015mol,根据溶液中电荷守恒可求得,n(Cl-)= n(H+)×1+ n(Cu2+)×2+ n(Al3+)×3+ n(NH4+)×1=0.165mol,则c(Cl-)=1.65mol/L;
(3) 由上述分析,原溶液中的C(H+)=0.2mol/L,又x点对应的是全部沉淀量,即n(Al(OH)3)+ n(Cu(OH)2)= 0.01mol+0.05mol=0.06mol,而y点对应的只有Cu(OH)2沉淀,n[Cu(OH)2]= 0.05mol,所以x-y=0.06mol-0.05mol=0.01mol。
(4)D点溶液中的溶质是NaCl,检验沉淀是否洗涤干净,只要在最后一次的洗涤液中检验没有Cl-,即证明沉淀洗涤干净了,因此取少量最后一次的洗涤液于一洁净试管中,加稀HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀出现,说明沉淀已经洗涤干净。
22.(1)第三周期ⅢA族
(2)N3->O2->Na+
(3) 烧碱、火碱、苛性钠 合成氨气
(4) 68g/mol >
(5)
【分析】A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,其原子序数依次增大,其中B与C同周期,D与E、F同周期,则A为第一周期的元素,A是H元素;B、C是第二周期的元素;D、E、F是第三周期的元素;A与D同主族,D是Na元素; C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,C是O元素;C与F同主族,F是S元素;E为地壳中含量最高的金属元素,E是Al元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,B是N元素。
解析:(1)E是Al元素,在元素周期表中的位置是第三周期ⅢA族;
(2)电子层数相同,质子数越多半径越小,N3-、O2-、Na+三种离子半径由大到小的顺序是N3->O2->Na+。
(3)NaOH的俗称为烧碱、火碱、苛性钠;N2在工业上常用于合成氨气。
(4)(NH4)2S的摩尔质量为68g/mol;同主族元素从上到下非金属性减弱,非金属性:O>S。
(5)少量的SO2与NaOH,生成物仅为Na2SO3和H2O,该反应的离子方程式为。
23. 圆底烧瓶 浓盐酸 MnO2 +4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O 吸收多余氯气,防止污染环境 > 溶液变浑浊 Br2 +S2-=2Br- +S↓(或Cl2+S2-=2C1- +S↓) 溴水中可能含有氯气,干扰实验
【分析】为了探究氯、溴、硫的非金属性强弱,装置A用于制备Cl2,装置C是验证Cl2的氧化性强于Br2 的氧化性,C装置生成的Br2 氧化D装置中的S2-,证明Br2 的氧化性强于S的。E装置是尾气吸收处理,防止污染环境。
解析:(1)装置A用于制备Cl2,仪器a是圆底烧瓶,试剂X是浓盐酸;
(2)装置A中浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,反应的化学方程式为MnO2 +4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O ;
(3)氯气是有毒气体,装置E是尾气处理装置,故装置E中NaOH溶液的作用是吸收多余氯气,防止污染环境;
(4)反应一段时间后,观察到装置C中溶液变为橙黄色,是因为Cl2把装置C中的Br-氧化成Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,说明非金属性:Cl>Br;
(5)打开装置C中的活塞,将装置C中的溶液逐渐滴入装置D中,振荡。装置C中生成的Br2或者装置C中溶解了未反应完全的Cl2氧化装置D中的S2-,生成淡黄色的硫单质,可能发生反应的离子方程式为Br2 +S2-=2Br- +S↓(或Cl2+S2-=2C1- +S↓)