2024鲁教版高中化学必修第二册同步练习题--第2课时 预测元素及其化合物的性质（含解析）

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2024鲁教版高中化学必修第二册同步
第1章　原子结构　元素周期律
第3节　元素周期表的应用
第2课时　预测元素及其化合物的性质
基础过关练
题组一　铝及其化合物的性质
1.(2022吉林长春外国语学校期末)下列物质中,既能与强酸反应,又能与强碱反应的是(　　)
A.Na2O　 　B.CaO
C.Al(OH)3　　D.Ba(OH)2
2.(2022山西临汾一中期末)下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法不正确的是(　　)
A.铝粉和氢氧化钠混合物可用作下水道疏通剂
B.可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3
C.铝的氧化膜致密且熔点高,从而能保护内部金属
D.铝制品廉价易得,适用于厨房制作和长期存放各类食物
3.下列各项操作中,可观察到“先沉淀后溶解”现象的为(　　)
①向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2
②向Na[Al(OH)4]溶液中逐滴滴入稀H2SO4至过量
③向澄清石灰水中通入CO2至过量
④向CaCl2溶液中通入CO2至过量
A.①　　B.①②④
C.②③　　D.③④
4.(2022广东大联考期中)下列实验过程中产生沉淀的物质的量(y)与加入试剂的物质的量(x)之间的关系正确的是(　　)
　　　　
　　　　
A.图1中向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡
B.图2中向Na[Al(OH)4]溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡
C.图3中向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
D.图4中向NaOH、Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]的混合溶液中逐渐通入CO2至过量
5.(2022江苏连云港期末)铝是活泼的金属,某学习小组通过实验探究铝及其化合物的性质。
(1)用坩埚钳夹住一片未打磨过的薄铝片在酒精灯上加热,铝片内有熔化的物质被包裹着,没有滴下的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)向AlCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量,实验现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)Al(OH)3既能溶于盐酸又能溶于NaOH溶液,Al(OH)3溶于NaOH溶液的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
(4)AlCl3可作污水处理剂或石油工业的催化剂,通过下图所示装置制取少量AlCl3。
已知:无水氯化铝是白色晶体,易升华,遇水或水蒸气发生剧烈反应,产生Al(OH)3,同时有HCl生成。
①装置A中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
②该实验中有两处加热装置,实验时先点燃的是　　　(填“A”或“D”)装置的酒精灯,理由是　　　　　　 　。
③装置E和装置F之间连接有球形干燥管,作用是　　　　　　　　。
④无水AlCl3遇水蒸气反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。
题组二　硅及其化合物的性质和用途
6.(2022云南丽江第一高级中学月考)我国已跨入“互联网+”时代,而“互联网+”的建设离不开无机非金属材料硅。下列物品中用到硅单质的是(　　)
A.计算机芯片　　B.陶瓷餐具
C.石英钟表　 　D.光导纤维
7.(2022福建宁化一中阶段考试)下列关于二氧化硅的说法正确的是(　　)
A.二氧化硅是酸性氧化物,所以二氧化硅能溶于水生成硅酸
B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸
C.因为高温条件下二氧化硅与碳酸钠反应能放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强
D.二氧化硅是酸性氧化物,不能与任何酸反应
8.(2022山东潍坊月考)硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是(　　)
A.单质硅能与氢氟酸反应,则单质硅也可以与盐酸反应
B.硅是常温下化学性质稳定的半导体材料,常用于制造芯片与太阳能电池,光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2
C.通过反应SiO2+2C Si+2CO↑可以说明非金属性C>Si
D.SiO2既能与强碱溶液反应,又能与氢氟酸反应,所以SiO2是两性氧化物
9.(2023福建三明五县高一联合质检)“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。由石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.反应①中SiO2是氧化剂
B.流程图中HCl和H2可以循环利用
C.反应①②③均为置换反应
D.①③两反应的还原剂可以互换
题组三　预测元素及其化合物的性质
10.(2022河南郑州十校期中联考)根据元素周期表的有关知识,下列关于铍及其化合物性质的推测中,错误的是(　　)
A.单质铍能与冷水剧烈反应
B.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的碱性弱
C.铍元素的原子半径大于硼元素的原子半径
D.相同条件下,单质铍与盐酸的反应没有单质锂与盐酸的反应剧烈
11.(2023山东日照月考)砹(At)属于卤族元素,下列关于砹及其化合物的性质的预测中,不正确的是(　　)
A.砹的单质与碱金属单质钠能发生反应生成NaAt
B.卤素阴离子的还原性强弱:F->Cl->Br->I->At-
C.砹的最高价氧化物对应水化物(HAtO4)的酸性比高碘酸(HIO4)的酸性弱
D.砹的简单气态氢化物(HAt)比溴化氢稳定性弱
12.(2022山东聊城期末)下列有关说法正确的是(　　)
A.H2S沸点比H2O低,所以O的非金属性比S强
B.H2SO4的酸性比HClO的酸性强,所以S的非金属性比Cl强
C.K与冷水剧烈反应,Mg与冷水不易反应,所以K比Mg活泼
D.F、Na、Mg三种元素的简单离子半径的大小顺序为r(Mg2+)>r(Na+)>r(F-)
13.应用元素周期律的有关知识,可以预测我们不熟悉的一些元素的单质及其化合物的性质。下列预测中正确的是(　　)
①第2周期非金属元素的简单氢化物溶于水后,水溶液均显酸性
②砹(At)单质为有色固体,AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
③Li在氧气中剧烈燃烧,产物是Li2O2,其溶液是一种强碱
④硫酸锶(SrSO4)难溶于水
⑤硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比H2S稳定的气体
A.②④　　 B.①②③④　　
C.①③⑤　　D.②④⑤
题组四　元素周期表的应用
14.(2023山东烟台招远一中高一期中)元素周期表中的金属和非金属元素的分界线用虚线表示如图。下列说法正确的是(　　)
A.虚线左下方的元素均为非金属元素
B.紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素
C.可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D.可在虚线的右上方寻找耐高温材料
15.(2022河南郑州十校期中联考)门捷列夫在研究元素周期表时,科学地预言了几种当时尚未发现的元素,为它们在元素周期表中留下空位(如图),结合现代元素周期表及化学的发展和认知,下列说法错误的是　(　　)
门捷列夫编制的第一张元素周期表
Ti=50 Zr=90 =180
V=51 Nb=94 Ta=182
Cr=52 Mo=96 W=186
Mn=55 Rh=104.4 Pt=197.4
Fe=56 Ru=104.4 Ir=198
Ni=Co=59 Pd=106.6 Os=199
H=1 Cu=63.4 Ag=108 Hg=200
Be=9.4 Mg=24 Zn=65.2 Cd=112
B=11 Al=27.4 ① =68 Ur=116 Au=197
C=12 Si=28 ② =70 Sn=118
N=14 P=31 As=75 Sb=122 Bi=210
O=16 S=32 Se=79.4 Te=128
F=19 Cl=35.5 Br=80 I=127
Li=7 Na=23 K=39 Rb=85.4 Cs=133 Tl=204
Ca=40 Sr=87.6 Ba=137 Pb=207
=45 Ce=92
Er=56 La=94
Yt=60 Di=95
In=75.6 Th=118
A.①所代表的元素位于第4周期ⅢA族
B.①②所代表的元素的金属性:①>②
C.表中处于同一横行的元素在现代元素周期表中位于同一纵列
D.②所代表的元素既能表现一定的金属性,又能表现一定的非金属性
能力提升练
题组一　有关铝及其化合物的相关计算
1.(2022江西临川一中期末)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的硫酸和氢氧化钠溶液。向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后生成的气体的体积比为甲∶乙=3∶4,则加入铝粉的质量为(　　)
A.3.6 g　　B.5.4 g
C.7.2 g　　D.10.8 g
2.(2022河北邢台期末)某同学将0.39 g钾投入200 mL 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中待其充分反应。下列叙述错误的是(　　)
A.反应后的溶液中K+的数目约为6.02×1021
B.反应过程中没有白色沉淀生成
C.反应后的溶液中,溶质只有KCl
D.生成标准状况下112 mL H2
3.下列关于铝和盐酸、NaOH溶液的反应说法不正确的是(　　)
A.等体积、等浓度的盐酸、NaOH溶液分别与足量的铝反应,消耗Al的物质的量之比为1∶3
B.等体积、等浓度的盐酸、NaOH溶液分别与足量的铝反应,生成H2的物质的量之比为1∶3
C.等质量的铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应,产生H2的物质的量之比为1∶3
D.等质量的铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应,消耗酸和碱的物质的量之比为3∶1
题组二　“位—构—性”关系的综合应用
4.(2022浙江浙北G2期中联考)元素X、Y、Q和Z为短周期元素,它们在元素周期表中的相对位置如图所示,这4种元素的原子最外层电子数之和为24。下列说法正确的是(　　)
X Y
Q Z
A.原子半径:r(Y)>r(Q)
B.氧化物对应水化物的酸性:Z>Q
C.形成最简单氢化物的稳定性:Y>X
D.与Z同一主族的元素,最高正价均为+7价
5.(2022山东济南一中月考)原子序数依次增大的前20号主族元素中的X、Y、Z、W,分别位于不同周期,其中Y的最高价氧化物是常见的温室气体,Z原子的最内层电子数与最外层电子数之比为1∶3,W和X同主族。下列说法正确的是(　　)
A.四种元素中Z的原子半径最大
B.Y、Z的最高价氧化物均为大气污染物
C.X与Y元素只可形成一种化合物
D.W的最高价氧化物对应的水化物为强碱
6.(2023四川成都树德中学高一月考)已知W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大。W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是(　　)
A.原子半径:X>Y>Z>W
B.W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性弱
C.W的简单气态氢化物的稳定性小于Y的简单气态氢化物的稳定性
D.若W与X原子序数相差5,则形成化合物的化学式一定为X3W2
7.(2022山东济南一中月考)R、S、T、W、X、Y、Z七种短周期主族元素,其原子半径及主要化合价如表所示,其中化合物S2T2为淡黄色粉末。下列说法错误的是(　　)
元素代号 原子半径/nm 主要化合价
R 0.030 +1
S 0.186 +1
T 0.066 -2
W 0.106 +6、-2
X 0.143 +3
Y 0.160 +2
Z 0.099 -1
A.X(TR)3、STR、R2WT4三种化合物在一定条件下能够相互反应
B.简单氢化物的稳定性:WC.化合物S2T2与化合物R2T反应,S2T2既是氧化剂又是还原剂
D.Z元素位于第2周期ⅦA族
8.(2022山东枣庄月考)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,已知:四种元素的电子层数之和为10,且它们分别属于连续的四个主族;四种元素的原子中半径最大的是X原子。下列说法正确的是(　　)
A.四种元素中有两种元素在第2周期
B.W所在主族的元素T可能形成T2O、T2O2、TO2型化合物
C.X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应
D.Y单质可与盐酸反应,也能与氢氧化钠溶液反应
9.(2023福建厦门同安一中高一月考)如图是元素周期表的一部分,回答下列问题:
(1)Ga元素的原子结构示意图为,则其在元素周期表中的位置为　　　　　　。
(2)Ge元素位于金属元素和非金属元素的分界线附近,其最高正价为
　　　　价,可作　　　　　材料使用;Bi元素的最高价氧化物为
　 　(填化学式,下同);I元素的最高价氧化物对应的水化物为　　。
(3)表中元素中,失电子能力最强的是　　　　,非金属性最强的是　　。
(4)根据元素周期律等有关知识,推断:
①阴影部分元素对应的简单氢化物中最稳定的是　　　　　　　。
②N3-、O2-、Al3+、S2-中半径由大到小的顺序为　　　　　　　　　。
③H3AsO4、H2SeO4、H2SO4的酸性由强到弱的顺序为　　　　　　。
10.(2022云南丽江第一高级中学月考)部分短周期元素的性质或原子结构如下表:
X X原子的L层电子数是K层电子数的3倍
Y Y存在质量数为27,中子数为14的核素
Z Z原子的L层电子数是K层和M层电子数之和
W 常温下,W的单质为黄绿色气体
请用化学用语回答下列问题:
(1)Y元素符号是　　　　,W在元素周期表中的位置是　　　　　　。
(2)元素X与元素Z相比,非金属性较强的是　　　(填元素符号),写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)写出一个实验室制取Y的最高价氧化物对应水化物的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)ZX2和W2按照体积比1∶1充分混合后,再通入品红溶液中,观察到的实验现象是　　　　 　　　,其原因是　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。
答案与分层梯度式解析
第1章　原子结构　元素周期律
第3节　元素周期表的应用
第2课时　预测元素及其化合物的性质
基础过关练
1.C 2.D 3.C 4.C 6.A 7.B 8.B 9.D
10.A 11.B 12.C 13.A 14.C 15.C
1.C　Na2O是碱性氧化物,只能与强酸反应,不能与强碱反应,A不符合题意;CaO是碱性氧化物,只能与强酸反应,不能与强碱反应,B不符合题意;Al(OH)3是两性氢氧化物,既能与强酸反应也能与强碱反应,C符合题意;Ba(OH)2是强碱,只能与酸反应,不能与强碱反应,D不符合题意。
2.D　氢氧化钠遇水及铝与氢氧化钠溶液反应均放出大量的热,加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀,同时产生氢气增加管道内的气压,利于疏通,故A正确;Fe2O3不能与NaOH溶液反应,Al2O3和NaOH溶液能反应,所以可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3,故B正确;铝和氧气反应生成的氧化膜致密且熔点高,从而能保护内部金属,故C正确;铝能够与强酸、强碱发生反应,铝制品不能长期存放酸性或碱性较强的食物,故D不正确。
3.C　①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2,碳酸钠和二氧化碳、水反应生成溶解度较小的碳酸氢钠,会析出部分碳酸氢钠晶体,只能观察到有沉淀生成,不符合题意;②向Na[Al(OH)4]溶液中逐滴滴入稀H2SO4先生成Al(OH)3沉淀,继续滴加稀H2SO4,Al(OH)3和H2SO4反应生成硫酸铝,可观察到“先沉淀后溶解”现象,符合题意;③向澄清石灰水中通入CO2,Ca(OH)2和CO2反应生成CaCO3沉淀,继续通入CO2,CaCO3、CO2和H2O反应生成可溶的Ca(HCO3)2,沉淀又溶解,可观察到“先沉淀后溶解”现象,符合题意;④CaCl2和CO2不反应,不符合题意;故选C。
4.C　向AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量,发生反应的化学方程式为AlCl3+3NaOH Al(OH)3↓+3NaCl、NaOH+Al(OH)3 Na[Al(OH)4],所以沉淀量达到最大消耗NaOH和沉淀溶解消耗NaOH的物质的量之比为3∶1,故A错误;向Na[Al(OH)4]溶液中滴加稀盐酸至过量,发生反应的化学方程式为Na[Al(OH)4]+HCl Al(OH)3↓+NaCl+H2O、3HCl+Al(OH)3 AlCl3+3H2O,所以沉淀量达到最大消耗HCl和沉淀溶解消耗HCl的物质的量之比为1∶3,故B错误;向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液,开始发生的反应为Al3++3OH- Al(OH)3↓,当Al3+沉淀完全后,发生反应N+OH- NH3·H2O,此时沉淀氢氧化铝的量不变,继续滴加NaOH溶液,发生反应Al(OH)3+NaOH Na[Al(OH)4],氢氧化铝沉淀溶解,沉淀量达到最大、沉淀量不变和沉淀溶解消耗NaOH的物质的量之比为3∶1∶1,故C正确;向NaOH、Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]的混合溶液中逐渐通入CO2至过量,最后一步反应为BaCO3+CO2+H2O Ba(HCO3)2,沉淀的物质的量减小,故D错误。
5.答案　(1)铝片表面有高熔点的氧化铝,包裹在液滴的表面
(2)有白色沉淀生成且不溶解
(3)Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]-
(4)①MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
②A　用A中产生的氯气排尽装置中的空气,防止铝与氧气等物质反应　
③防止水蒸气进入E中,与AlCl3反应　
④AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl
解析　(1)未打磨过的薄铝片表面有氧化铝,而氧化铝熔点高,铝熔化时氧化铝还未熔化,所以铝片内有熔化的物质被包裹着,但没有滴下。
(2)氯化铝溶液与NH3·H2O反应生成白色氢氧化铝沉淀,氢氧化铝溶于强碱不溶于弱碱,所以现象为产生白色沉淀且沉淀不溶解。
(3)氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]-。
(4)①装置A中二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气,化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
②铝会与空气中的氧气等反应,应先点燃A装置的酒精灯,用生成的氯气排尽装置内的空气,防止铝被氧化;
③干燥管的作用是防止右侧氢氧化钠溶液中的水蒸气进入装置E中,使氯化铝与水蒸气反应;
④氯化铝遇水或水蒸气发生剧烈反应,产生Al(OH)3,同时有HCl生成,化学方程式为AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl。
6.A　硅单质是半导体材料,可以制计算机芯片,故选A。
7.B　二氧化硅能和碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物,但是二氧化硅难溶于水,也不能和水反应,故A错误;碳酸的酸性强于硅酸,所以将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以发生复分解反应得到硅酸,故B正确;碳酸的酸性强于硅酸,故C错误;二氧化硅是酸性氧化物,但二氧化硅可以和氢氟酸反应,故D错误。
8.B　单质硅与盐酸不反应,故A错误;反应SiO2+2C Si+2CO↑中,C是还原剂,Si是还原产物,该反应不能说明非金属性C>Si,故C错误;SiO2是酸性氧化物,故D错误。
9.D　粗硅与氯化氢在300 ℃条件下反应生成SiHCl3和氢气,SiHCl3与氢气在1 100 ℃条件下反应生成高纯硅和氯化氢,达到制备高纯硅的目的。石英砂(主要成分为SiO2)与碳在1 800~2 000 ℃条件下反应生成粗硅和一氧化碳:SiO2+2C Si+2CO↑,反应中Si元素的化合价降低,氧化剂为SiO2,故A正确;流程图中HCl和H2可以循环利用,故B正确;反应①是SiO2+2C Si+2CO↑,反应②是Si+3HCl SiHCl3+H2,反应③是SiHCl3+H2 Si+3HCl,均为置换反应,故C正确;①③两反应的还原剂不能互换,③反应若用碳,硅中会有碳杂质,故D不正确。
10.A　金属性:镁>铍,镁与冷水反应缓慢,所以单质铍与冷水反应比镁更缓慢,故A错误;金属性:钙>铍,所以氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的碱性弱,故B正确;同周期主族元素,随着原子序数的递增,原子半径减小,所以铍元素的原子半径大于硼元素的原子半径,故C正确;锂和铍位于同一周期,铍的原子序数大于锂,同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减弱,则单质铍与盐酸的反应没有单质锂与盐酸的反应剧烈,故D正确。
11.B　砹与氟、氯、溴、碘处于同一主族,最外层电子数相同,化学性质相似,能与Na反应生成NaAt,故A正确;砹位于碘的下方,根据同一主族元素从上到下非金属性减弱可知,其单质的氧化性:F2>Cl2>Br2>I2>At2,阴离子的还原性:F-HAtO4,故C正确;非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,所以砹的简单气态氢化物(HAt)比溴化氢稳定性弱,故D正确。
12.C　物质沸点的高低与元素非金属性强弱无关,故A错误;非金属元素最高价氧化物的水化物酸性越强,其非金属性越强,HClO不是Cl元素的最高价氧化物对应的水化物,故B错误;金属越活泼,与冷水反应越剧烈,K与冷水剧烈反应,Mg与冷水不易反应,所以K比Mg活泼,故C正确;电子层数相同的离子,核电荷数越小的离子半径越大,则r(Mg2+)13.A　①N元素为第2周期非金属元素,其简单氢化物溶于水,水溶液显碱性,故错误;②卤族元素从上到下,其单质由气体过渡为固体,颜色逐渐加深,AgAt与AgCl的性质相似,不溶于水也不溶于稀硝酸,故正确;③Li燃烧生成Li2O,故错误;④硫酸锶(SrSO4)难溶于水,故正确;⑤元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定,非金属性:S>Se,则简单氢化物的稳定性:H2S>H2Se,故错误;综上所述,正确的有②④,故答案为A。
14.C　虚线左下方的元素均为金属元素,故A错误;紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性,不能说是两性金属元素,故B错误;在虚线附近的元素具有金属性和非金属性,可在虚线附近寻找半导体材料,如Ge、Si,故C正确;耐高温材料应该在过渡元素中寻找,即在虚线的左下方,故D错误。
15.C　由图可知,①与B、Al同主族,则①为Ga元素,②与C、Si同主族,则②为Ge元素。①为Ga元素,位于第4周期ⅢA族,故A正确;Ga位于第4周期ⅢA族,Ge位于第4周期ⅣA族,同一周期主族元素从左到右元素的金属性逐渐减弱,则金属性:Ga>Ge,故B正确;由图可知,表中处于同一横行的元素在现代元素周期表中不一定位于同一纵列,如同一横行的Mg和Zn,在现代元素周期表中不是同族元素,故C错误;②为Ge元素,Ge元素位于元素周期表的金属元素与非金属元素的交界处附近,既能表现一定的金属性,又能表现一定的非金属性,故D正确。
能力提升练
1.C 2.BC 3.C 4.C 5.D 6.A 7.D 8.BD
1.C　铝和硫酸反应的化学方程式为2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2↑、铝和氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑,等量的铝完全反应生成的氢气一样多,但消耗硫酸比消耗氢氧化钠的物质的量多;由题意知加入的铝质量相等,但和氢氧化钠反应生成的氢气多,所以只能是硫酸不足,氢氧化钠过量或恰好反应;硫酸的物质的量是0.3 mol,生成的氢气是0.3 mol,所以铝和氢氧化钠反应生成的氢气是0.4 mol,消耗铝的物质的量是0.4× mol,质量是7.2 g,故选C。
2.BC　0.39 g钾的物质的量是0.01 mol,反应后的溶液中K+的数目约为0.01×6.02×1023=6.02×1021,故A正确;生成KOH的物质的量为0.01 mol,AlCl3的物质的量是0.02 mol,KOH不足,反应生成 mol氢氧化铝沉淀,故B错误;反应中AlCl3有剩余,反应后的溶液中,溶质有KCl、AlCl3,故C错误;0.01 mol K和水发生反应2K+2H2O 2KOH+H2↑,生成0.005 mol氢气,在标准状况下的体积是0.005 mol×22.4 L/mol=0.112 L=112 mL,故D正确。
3.C　等体积、等浓度的盐酸、NaOH溶液中氯化氢、氢氧化钠的物质的量相等,依据反应的化学方程式:2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑,可知等物质的量的HCl、NaOH与足量Al反应消耗Al的物质的量之比为1∶3,故A正确;由化学方程式可知,等物质的量的HCl、NaOH与足量Al反应,生成H2的物质的量之比为1∶3,故B正确;等质量的铝的物质的量相等,两个反应中均有2Al~3H2,则生成H2的物质的量之比为1∶1,故C错误;等质量的铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应,设铝的物质的量为2 mol,消耗HCl和NaOH的物质的量分别为6 mol和2 mol,二者之比为3∶1,故D正确。
4.C　设Y的最外层电子数为y,则y-1+y+y+y+1=24,y=6,则X为N元素,Y为O元素,Q为S元素,Z为Cl元素。同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,原子半径:r(Y)Q,故B错误;同周期主族元素从左到右,非金属性逐渐增强,形成最简单氢化物的稳定性逐渐增强,最简单氢化物的稳定性:Y>X,故C正确;与Z同一主族的元素中有F元素,F没有正化合价,故D错误。
归纳总结　元素的结构、位置与性质之间的关系
5.D　由原子序数依次增大的前20号主族元素X、Y、Z和W分别位于不同周期,可以确定X为H元素,Y的最高价氧化物是常见的温室气体,Y为C元素,由Z原子的最内层电子数与最外层电子数之比为1∶3可知,Z为S元素,X和W同主族,所以W为K元素。K的电子层数最多,所以W的原子半径最大,故A错误;CO2不是大气污染物,故B错误;X与Y能形成多种化合物,故C错误;钾元素的最高价氧化物对应的水化物KOH为强碱,故D正确。
6.A　W、X、Y、Z原子序数依次增大,W与Z是同一主族的元素,而X、Y、Z是同一周期的元素,且只有X是金属元素,所以同主族元素W与Z都是非金属元素,W、Z可能分别为N、P或O、S或F、Cl,Y可能为Si或S,金属元素X可能为Na、Mg、Al中的一种。同一周期主族元素的原子序数越大,原子半径越小,同一主族的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径:X>Y>Z>W,故A正确;如HNO3的酸性强于H3PO4,故B错误;元素的非金属性W>Y,所以简单气态氢化物的稳定性W>Y,故C错误;若W、X原子序数相差5,如分别为O、Al,二者形成的化合物的化学式是X2W3,故D错误。
7.D　根据化合物S2T2为淡黄色粉末,再结合S、T的原子半径和主要化合价可推知,S为Na元素、T为O元素;再结合其他元素的原子半径和主要化合价推知,R为H元素、W为S元素、X为Al元素、Y为Mg元素、Z为Cl元素。X(TR)3、STR、R2WT4三种化合物分别为Al(OH)3、NaOH、H2SO4,三种化合物在一定条件下能够相互反应,故A正确;非金属性:S8.BD　W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,四种元素的电子层数之和等于10,且X的原子半径最大,这四种元素分别属于连续的四个主族,所以W是H元素、X是Mg元素、Y是Al元素、Z是Si元素。由上述分析可知,没有元素位于第2周期,故A错误;W所在主族的元素T可能为K,能够与O形成K2O、K2O2、KO2,故B正确;X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3和H2SiO3,Al(OH)3与Mg(OH)2、H2SiO3均不能反应,故C错误;Y为Al元素,Al既能与盐酸反应,也能与氢氧化钠溶液反应,故D正确。
9.答案　(1)第四周期ⅢA族　
(2)+4　半导体　Bi2O5　HIO4　
(3)Tl　F　
(4)①HF　②S2->N3->O2->Al3+　③H2SO4>H2SeO4>H3AsO4
解析　(1)根据Ga的原子结构示意图可知,有四个电子层且最外层电子数为3,所以其在元素周期表中的位置为第四周期ⅢA族。
(2)Ge元素位于金属元素和非金属元素的分界线附近,在元素周期表中的位置为第四周期ⅣA族,其最高正价为+4价,可作半导体材料使用;Bi元素位于第ⅤA族,最高价氧化物为Bi2O5;I元素的最高价氧化物对应的水化物为HIO4。
(3)同一周期主族元素,从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同一主族元素,从上到下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,元素金属性越强,失电子能力越强,故题给元素中失电子能力最强的元素是Tl,非金属性最强的元素是F。
(4)①同一主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,非金属性越强,元素对应的简单氢化物越稳定,所以阴影部分元素对应的简单氢化物中最稳定的是HF。
②一般电子层数多的离子半径大,电子层数相同的离子,核电荷数越大半径越小,所以N3-、O2-、Al3+、S2-半径由大到小的顺序为S2->N3->
O2->Al3+。
③元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:S>Se>As,所以酸性由强到弱的顺序为H2SO4>H2SeO4>H3AsO4。
10.答案　(1)Al　第3周期ⅦA族
(2)O　2H2S+O2 2H2O+2S↓ (合理即可)
(3)Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3N或[Al(OH)4]-+CO2 Al(OH)3↓+(合理即可)
(4)品红溶液没有褪色　Cl2+SO2+2H2O 4H++2Cl-+
解析　元素X原子的L层电子数是K层电子数的3倍,则X元素的原子核外电子排布是2、6,所以X是O元素;Y存在质量数为27,中子数为14的核素,质子数是27-14=13,是Al元素;Z原子的L层电子数是K层和M层电子数之和,则Z原子核外电子排布是2、8、6,所以Z是S元素;常温下,W的单质为黄绿色气体,则W是Cl元素。
(1)Y是Al元素;W是Cl元素,原子核外电子排布是2、8、7,在元素周期表中位于第3周期ⅦA族。
(2)O、S元素位于同一主族,非金属性:O>S,非金属性强的元素可以将非金属性弱的元素从其化合物中置换出来,所以可根据反应2H2S+O2 2H2O+2S↓来证明。
(3)由于Al(OH)3是两性氢氧化物,能够与强酸、强碱发生反应,所以在实验室中可通过向铝盐溶液如AlCl3溶液中加入氨水来制取Al(OH)3,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3N或向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2气体来制取Al(OH)3,反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2 Al(OH)3↓+HC。
(4)ZX2是SO2,W2是Cl2,二者在溶液中发生氧化还原反应,产生H2SO4、HCl,离子方程式为Cl2+SO2+2H2O 4H++2Cl-+S;由于反应产生的H2SO4、HCl都不具有漂白性,所以品红溶液不褪色。
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