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

第四章 物质结构元素周期律 测试题
一、选择题
1．如图为元素周期表中前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z5种元素的叙述中正确的是（ ）
A．常温常压下5种元素的单质中，Z单质的熔点最高
B．X的原子半径比W的原子半径小
C．W的简单氢化物比X的简单氢化物稳定
D．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
2．2006年，科学家以钙离子撞击锎(Cf)靶，产生了一种超重元素——，其反应可表示为：，下列说法正确的是
A．与的质量数相同 B．的中子数与电子数之差为53
C．位于元素周期表中第六周期 D．是化学性质活泼的元素
3．下列有关化学用语描述错误的是
A．中子数为8的碳原子：
B．的电子式：
C．的结构示意图：
D．的电离方程式：
4．新制氯水中存在，下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A．中子数为的氯原子： B．的比例模型：
C．的结构示意图 D．的电子式：
5．下列化学用语表示正确的是
A．的结构示意图： B．的球棍模型：
C．烷烃的通式： D．的电子式：
6．下列物质属于离子化合物且含有共价键的是
A． B． C． D．
7．元素周期表中短周期的一部分如图，其中X为碱金属元素，W的一种同位素可用于考古时测定一些文物的年代，下列说法正确的是
Y W
X Z
A．原子半径：Z>X B．W的最高价氧化物对应的水化物为强酸
C．Y的最外层电子数为3 D．液态X可用作核反应堆的传热介质
8．我国导航卫星的“心脏”使用的是铷原子钟。其中铷的一种同位素原子符号为，通过该符号无法推断出的信息是
A．Rb元素的相对原子质量 B．Rb元素在周期表中的位置
C．Rb元素的原子序数 D．Rb元素的核外电子排布
9．下列说法不正确的是
A．红磷和白磷互为同素异形体 B．中质子数和中子数相差
C．和互为同位素 D．、、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子
10．能说明Cl2的氧化性比S的氧化性强的事实是（ ）
A．通常情况下硫为淡黄色固体，而氯气为黄绿色气体
B．硫不溶于水，而氯气能溶于水
C．与金属反应时，硫被还原为-2价而氯被还原为-1价
D．与同一种变价金属反应时，金属被硫氧化成低价态，被氯气氧化成高价态
11．提出原子结构有核模型的科学家是
A．道尔顿 B．汤姆逊 C．卢瑟福 D．玻尔
12．下列物质既能跟盐酸反应,又能跟NaOH溶液反应的是
①Al ②Al2O3 ③Al（OH）3 ④Na2CO3溶液 ⑤Ca（HCO3）2溶液 ⑥KHSO4溶液
A．①②③⑥ B．①②③④ C．①②③⑤ D．只有①②③
二、非选择题
13．表是元素周期表的一部分。
周期 族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
请回答：
(1)世界上第一张元素周期表的作者是 (填序号)；
a.阿伏加德罗 b.门捷列夫 c.居里夫人
(2)从表中查出第2周期第ⅠA族的元素是 ；
(3)上表列出的元素中，非金属性最强的是 ；
(4)某同学探究元素性质递变规律与原子结构的关系，进行了如下实验：
【实验操作】取已除去氧化膜且面积相等的镁条和铝条，分别投入2ml 1mol/L的盐酸中；
【实验现象】镁比铝与酸反应更剧烈；
【实验结论】①金属性：Mg Al(选填“>”或“<”)
【查阅资料】原子半径(nm)Mg-0.160 Al-0.143；
【思考】②利用元素周期律对上述实验结论进行解释 。
14．写出以下物质中所含化学键的类型。
(1) Cl2 ；
(2)NaOH ；
(3)NaCl 。
15．世界上绝大部分卤素都存在于海洋。海水呈微碱性，海水晒盐可以得到粗盐和卤水，对粗盐和卤水进一步加工可以得到氯气、溴以及其他一些重要的化工产品。
二氧化氯(ClO2)可以除去工业污水中的氰化物，反应的离子方程式为：2CIO2+2CN-→2CO2↑+N2↑+2Cl-
(1)氯的另一种氧化物Cl2O每个原子都达到8电子稳定结构，它的电子式为 。
(2)另一种处理含氰化物污水的方法是电解法，分析判断CN-是在 极上(选填编号：①阴；②阳)被反应成CO2和N2。
(3)工业上从卤水获取溴，涉及到“氧化”、“提取”等步骤。“氧化”时先在卤水中加入硫酸酸化，然后再通入氯气，硫酸酸化可以提高氯气的利用率，原因是 。用上述方法制得的液溴常溶有少量氯气，除去氯气的方法是 。
16．请写出符合下列要求的化学符号。
(1)含有10个电子的离子；阳离子 、 、 、 、 ；阴离子 、 、 。
(2)含有10个电子的分子 、 、 、 、 。
(3)化学性质不同的微粒的化学式，这些微粒各有11个质子、10个电子，则是 、 、 。
(4)化学性质不同的微粒的化学式，这些微粒各有9个质子、10个电子，则是 、 。
(5)化学性质不同的微粒的化学式，这些微粒各有18个质子、18个电子，则是 、 、 、 、 。
17．短周期元素、、、在元素周期表中的位置如图所示，其中所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：
（1）元素的原子结构示意图为 ；元素在元素周期表中的位置为 。
（2）原子序数比小2的元素是 （填元素符号），它的单质在氧气中燃烧的化学方程式为 。
（3）原子序数比大4的元素是 （填元素符号），该元素最高价氧化物的水化物溶液与元素最高价氧化物的水化物溶液反应的离子方程式为 。
18．如表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩中元素，用元素符号或化学式填空回答以下问题：
主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
二 ① ②
三 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
四 ⑨ ⑩
(1)在③～⑦元素中，原子半径最大的是 ，其离子的结构示意图为 。
(2)在③～⑦元素中，元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (填化学式，下同)，碱性最强的是 ，呈两性的氢氧化物是 。
(3)按要求写出下列两种物质的电子式：①的氢化物 ；⑨的最高价氧化物的对应的水化物 。
(4)在⑦与⑩的单质中，化学性质较活泼的是 ，可用什么化学反应说明该事实(写出反应的化学方程式)： 。
19．下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：
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）写出下列元素符号：① ，⑥ ，⑦ ， 。
（2）在这些元素中，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 。
（3）在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是 ，碱性最强的是 ，呈两性的氢氧化物是 ，写出三者之间相互反应的化学方程式 。
（4）在这些元素中，原子半径最小的是 ，原子半径最大的是 。
（5）在③与④中，化学性质较活泼的是 ，怎样用化学实验证明？答： 。在⑧与 中，化学性质较活泼的是 ，怎样用化学实验证明？答： 。
20．某化学小组为测定某化学品[通式为aAl(OH)3·bMgCO3 cH2O，a、b、c均为正整数]的组成及镁元素的质量分数，设计以下两种实验方案，填写下列空白：
I.甲同学设计如下方案：
①称取一定质量的样品和足量的稀硫酸按如图所示装量置实验，测定CO2的体积(忽略水蒸气体积 )；
②对步骤①所得装置I中混合物进行过滤；在滤液中加入过量氨水，过滤；
③灼烧步骤②所得滤渣，直至残留固体恒重。
(1)利用如图装置测定二氧化碳体积(装置II中盛装饱和碳酸氢钠溶液)，“安全漏斗”的“安全”含义是 。实验完毕后，装置I内残留有CO2 ，对测定结果是否有影响 答： (填“有”或“无”)。
(2)下列有关Al(OH)3的说法正确的是 (填字母)。
a. Al(OH)3既能与所有酸反应，又能与所有碱反应
b.氢氧化铝的酸性比H2CO3弱
c.Al(OH)3不稳定性，受热分解生成Al2O3和H2O
d.氢氧化铝胶体粒子可聚沉水中杂质
(3)灼烧滤渣除需要酒精灯、三脚架、泥三角、玻璃棒、坩埚钳外，还缺少的仪器是 (填名称)。
II.乙同学利用如图装置测定：
(4)A的作用是 ；C中试剂是 (填名称)。
(5)若样品质量为29.4 g，装置C、D分别净增10.8g、4.4 g，则样品的主要成分化学式为 ；样品中镁元素的质量分数为 (保留小数点后1位小数)。
21．ClO2是一种强氧化性气体，在消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过如图所示装置对其进行制备、收集、吸收并制取NaClO2。
（1）仪器A的名称是 。
（2）图中装置有一明显错误，请指出： 。
（3）打开B的活塞，A中有ClO2生成，D中吸收ClO2后生成NaClO2和NaHCO3，写出D中所发生反应的离子方程式： 。
（4）E中溶液出现黄色能否说明ClO2未被H2O2和Na2CO3的混合溶液充分吸收，判断并说明理由： 。
（5）写出一种提高ClO2吸收率的方法： 。
（6）E装置吸收逸出的少量ClO2气体后所得溶液（pH为5.5~6.5）中存在少量ClO2-，当pH≤2时，ClO2-能被I 还原。请补充完整检验E装置溶液中存在少量ClO2-的实验方案：取一定体积E装置中的溶液于分液漏斗中， ，则溶液中存在ClO2-。（实验中须使用的试剂有：CCl4、稀硫酸、淀粉溶液）
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)I．将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果： 与盐酸反应最剧烈， 与盐酸反应的速度最慢； 与盐酸反应产生的气体最多。(用元素符号或化学式回答)
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为 。
II．利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
(3)仪器A的名称为 ，干燥管D的作用为 。
(4)若要证明非金属性：Cl＞I，则A中加 (填试剂名称)，B中加KMnO4，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。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用 (填化学式)溶液吸收尾气。
【参考答案】
一、选择题
1．B
【分析】根据5种元素在元素周期表中的位置可知，为元素，为元素，为S元素，Z为元素，为元素。
解析：A．常温常压下为固体，为液体，所以常压下单质的熔点比溴单质的熔点高，A错误；
B．同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，所以原子半径大于原子半径，B正确；
C．同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱，所以非金属性：，非金属性越强，其对应的简单气态氢化物越稳定，所以稳定性：，C错误；
D．的阴离子核外有18个电子，与原子的电子层结构相同，的阴离子核外有36个电子，与原子的电子层结构不相同，D错误；
故选B。
2．B
解析：A．的质量数为48，的质量数为42，质量数不同，A错误；
B．原子核内含有的中子数=质量数-质子数=249 98=151，电子数=质子数=98，中子数与电子数之差为151-98=53，B正确；
C．Og是118号元素，位于第七周期0族，C错误；
D．Og是稀有气体元素，最外层电子数为8，化学性质稳定，D错误；
故选B。
3．A
解析：A．中子数为8的碳原子，其质量数为14，原子符号为，故A错误；
B．是离子化合物，两个钠离子，一个氧离子，其电子式：，故B正确；
C．核外有18个电子，其核外电子排布为2、8、8结构，其结构示意图：，故C正确；
D．全部电离出一个钙离子和两个氯离子，其电离方程式：，故D正确。
综上所述，答案为A。
4．A
解析：A．原子中的质量数=质子数+中子数，氯原子的质子数为17，因此中子数为的氯原子表示为，故A正确；
B．H2O分子的空间构型为V型，O原子半径大于H原子，因此H2O的比例模型为，故B错误；
C．Cl-的核内质子数为17，核外电子数为18，因此Cl-的结构示意图为，故C错误；
D．HClO中的三个原子均是通过电子对共用成键，其中O原子与Cl、H原子成键，其电子式为，故D错误；
综上所述，正确的是A项，故答案为A。
5．C
解析：A．Ca2+的质子数为20，核外电子数为18，核外各层上电子数分别为2、8、8，其结构示意图为，故A错误；
B．水是V形分子，且中性原子O的原子半径大于H，球棍模型为，故B错误；
C．烷烃是饱和链烃，碳原子形成四个共价单键，通式CnH2n+2，故C正确；
D．H2O2是共价化合物，H与O原子形成共价键，电子式为，故D错误；
故选：C。
6．C
解析：A．属于离子化合物，Na+和O2-间只含有离子键，A项不符合题意；
B．只含有共价键，属于共价化合物，B项不符合题意；
C．属于离子化合物，间形成离子键、中含有共价键，C项符合题意；
D．只含有共价键，属于共价化合物，D项不符合题意；
故选：C。
7．D
【分析】元素周期表中短周期的一部分如图，其中X为碱金属元素，W的一种同位素可用于考古时测定一些文物的年代，则W为C，则X为Na，Y为Be，Z为Al。
解析：A．根据层多径大，同电子层结构核多径小，则原子半径：X＞Z，故A错误；
B．W的最高价氧化物对应的水化物为碳酸，碳酸是弱酸，故B错误；
C．Y为Be元素，则Y的最外层电子数为2，故C错误；
D．Na具有很好的导热性，液态X(Na)可用作核反应堆的传热介质，故D正确；
综上所述，答案为D。
8．A
【分析】原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数，则Rb的原子序数为37，质量数为85。
解析：A．相对原子质量是指以一个碳-12原子质量的作为标准，任何一种原子的平均原子质量跟一个碳-12原子质量的的比值，根据该符号无法推断Rb元素的相对原子质量，故A符合题意；
B．由上述分析可知，Rb的原子序数为37，则Rb位于第五周期第ⅠA族，故B不符合题意；
C．原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质子数=原子序数，则Rb的原子序数为37，故C不符合题意；
D．Rb的原子序数为37，位于第五周期第ⅠA族，则其核外有5个电子层，每一层的电子数分别为2、8、18、8、1，故D不符合题意；
故答案选A。
9．B
解析：A．红磷和白磷是同种元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，故A正确；
B．的中子数为239 92＝147，质子数和中子数相差147 92＝55，故B错误；
C．和是质子数相同，中子数不同的原子，两者互为同位素，故C正确；
D．、、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子，前两者是不同的核素，第三个为氢离子，第四个为氢气分子，故D正确。
综上所述，答案为B。
10．D
解析：A．物质的颜色，状态为物理性质，与化学性质无关，不能作为依据用来比较氧化性强弱，故A不选；
B．物质的溶解性属于物理性质，与化学性质无关，故B不选；
C．与金属反应后，非金属元素的化合价取决于元素原子最外层电子的数目，与氧化性强弱无关，故C不选；
D．与同一种金属反应时，金属被硫氧化成低价态，被氯气氧化成高价态，说明Cl得电子能力较强，即氯气的氧化性较强，故选D。
答案选D。
11．C
解析：1911年英国物理学家卢瑟福用α粒子撞击金箔，发现绝大多数都α粒子可以直接穿过，只有少数α粒子发生运动方向发生偏转，极少数的被反弹回来，从而证明在原子结构中有相对较大的空间，在原子中间有一个很小，但质量较大的核，从而提出原子结构有核模型，故合理选项是C。
12．C
解析：既能与酸又能与碱反应的物质有：铝、两性氧化物、两性氢氧化物、弱酸酸式盐、弱酸的铵盐、氨基酸、蛋白质等，①②③⑤既能跟盐酸反应，又能跟NaOH溶液反应，④只与盐酸反应，⑥只与NaOH反应，
故选C。
二、非选择题
13． b Li F > 同周期从左到右，随着原子序数的递增，元素原子半径逐渐减小，原子失去电子能力减弱，故金属性减弱
解析：(1)世界上第一张元素周期表的作者是门捷列夫，故选b；
(2)从题中周期表中查出第2周期第ⅠA族的元素是：Li；
(3)常见元素中非金属性最强的是：F；
(4)①从实验现象已知：镁比铝与酸反应更剧烈，说明镁更活泼，更容易失电子，金属性更强，故金属性：Mg>Al；
②根据元素周期律：同周期从左到右，随着原子序数的递增，元素原子半径逐渐减小，原子失去电子能力减弱，故金属性减弱。
14．(1)共价键
(2)离子键和共价键
(3)离子键
解析：（1）Cl2属于共价分子，氯原子间以共价键结合；
（2）NaOH属于离子化合物，钠离子和氢氧根离子间存在离子键，氢氧原子间存在共价键；
（3）NaCl属于离子化合物，钠离子和氯离子间存在离子键；
15． 阳 海水呈弱碱性，氯气在海水中发生副反应：Cl2+2OH-→Cl-+ClO-+H2O，造成损耗，加入硫酸可中和海水的弱碱性，避免副反应发生 加入溴化钠溶液，搅拌、静置、分液
解析：(1)Cl2O中每个原子都达到8电子稳定结构，氧原子位于中心，两个氯原子位于左右两侧，电子式为：；
(2)CN-转化为N2时，氮元素的化合价从-3价升高到0价，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，电解池中阳极发生氧化反应，CN-是在阳极上被反应成CO2和N2；
海水呈弱碱性，氯气在海水中发生副反应：Cl2+2OH-→Cl-+ClO-+H2O，造成损耗，加入硫酸可中和海水的弱碱性，避免副反应发生；液溴常溶有少量氯气，由于氯气的氧化性比较强，可以将溴离子氧化为溴单质，液溴与水会有分层现象，除去液溴中的氯气加入溴化钠溶液，搅拌、静置、分液。
16．(1) Na+ Mg2+ Al3+ H3O+ O2- F- OH-
(2) NH3 H2O CH4 HF Ne
(3) H3O+ Na+
(4) F- OH-
(5) HCl H2S PH3 H2O2 F2
解析：（1）含有10个电子的离子：简单阳离子有带一个单位正电荷的Na+、带2个单位正电荷的Mg2+、带3个单位正电荷的Al3+以及复杂的阳离子和H3O+；简单阴离子有带一个单位负电荷的F-、带2个单位负电荷的O2-以及复杂的阴离子OH-等，故答案为：Na+；Mg2+；Al3+；；H3O+；O2-；F-；OH-；
（2）含有10个电子的分子分别有：NH3、H2O、CH4、HF、Ne，故答案为：NH3；H2O；CH4；HF；Ne；
（3）化学性质不同的微粒的化学式，这些微粒各有11个质子、10个电子，即带有一个单位正电荷的阳离子，故有、H3O+、Na+，故答案为：；H3O+；Na+；
（4）化学性质不同的微粒的化学式，这些微粒各有9个质子、10个电子，即带有一个单位负电荷的阴离子，故有F-、OH-，故答案为：F-；OH-；
（5）化学性质不同的微粒的化学式，这些微粒各有18个质子、18个电子，即含有18个电子的分子，故有HCl、H2S、PH3、H2O2、F2，故答案为：HCl；H2S；PH3；H2O2；F2。
17． 第二周期ⅣA族
【分析】短周期元素Q、R、T、W，根据元素所处的位置，可确定T、W为第三周期的元素，Q、R为第二周期元素，T所处的周期序数与族序数相等，则T为Al元素，故Q为C元素，R为N元素，W为S元素。
解析：(1)T为Al，原子核外有13个电子，原子结构示意图为；Q为C，原子核外有2个电子层，最外层电子数为4，在周期表中的位置是第二周期ⅣA族；
(2)原子序数比Al小2的元素是Na，在氧气中燃烧生成过氧化钠，反应方程式为；
(3)原子序数比S大4的元素是Ca，该元素最高价氧化物的水化物是氢氧化钙，S元素最高价氧化物的水化物是硫酸，氢氧化钙溶液与硫酸溶液发生中和反应生成硫酸钙和水，离子方程式为 。
18．Na HClO4 NaOH Al(OH)3 Cl2 2KBr＋Cl2=2KCl＋Br2
【分析】根据元素周期表的结构分析，①-⑩元素分别为氮、氟、钠、镁、铝、硅、氯、氩、钾、溴，据此分析解题。
解析：(1)在③～⑦元素为第三周期元素，原子半径从左到右依次减小，所以其中原子半径最大的是钠，其离子的原子结构示意图为。
(2) 在③～⑦元素为同一周期元素，从左到右非金属性增强，金属性减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性增强，碱性减弱，其中最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的 HClO4 ，碱性最强的为NaOH，两性氢氧化物为Al(OH)3。
(3)氮的氢化物为氨气，其电子式为： ；钾的最高价氧化物对应的水化物的电子式为： 。
(4)氯气和溴比较，氯气比较活泼，氯气能置换出溴，如氯气能与溴化钾反应生成氯化钾和溴单质，方程式为：2KBr＋Cl2=2KCl＋Br2。
19．N Si S Ca K F Ar HClO4 KOH Al(OH)3 Al(OH)3+3HClO4=Al(ClO4)3+3H2O、Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O、KOH+HClO4=KClO4+H2O F K Na 与H2O反应：Na与水剧烈反应，Mg与水不反应 Cl 将Cl2通入到NaBr溶液中，溶液由无色变为橙色，说明Cl的化学性质比Br的活泼
解析：（1）根据元素周期表的结构可知：①、⑥、⑦、 分别在第二周期VA、第三周期IVA、第三周期VIA和第四周期IIA，则①、⑥、⑦、 分别为N、Si、S、Ca；
（2）根据元素周期表性质的递变规律，最活泼的金属应在第IA，最活泼的非金属应在第VIIA，惰性气体最不活泼，则在I A元素Na（③）和K（⑩）中K最活泼；在VII A族元素F（②）、Cl（⑧）和Br（ ）中，F最活泼；最不活泼的是⑨即Ar；
（3）元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的必是非金属性增强的，根据同周期、同主族元素非金属性的递变规律可知，元素非金属性最强的是②即F，但F无最高正价；因为我们知道，HClO4已知的最高价含氧酸中酸性最强的，即酸性最强的是HClO4；元素的最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的必是非金属性增强的，根据同周期、同主族元素金属性的递变规律可知，元素金属性最强的是⑩即K，则碱性最强的必是KOH；在表中所列元素的最高价氧化物对应水化物中，只有Al(OH)3具有两性；三者之间相互反应的化学方程式分别为Al(OH)3+3HClO4=Al(ClO4)3+3H2O、Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O、KOH+HClO4=KClO4+H2O；
（4）同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素从上而下原子半径依次增大，故在这些元素中，原子半径最小的是F，原子半径最大的是K；
（5）③和④分别是Na和Mg，根据同主族元素金属性的递变规律可知，金属性Na＞Mg，根据判断金属性强弱的方法，可依据二者单质分别与水反应的剧烈程度来判断其金属性强弱，即与H2O反应：Na与水剧烈反应，Mg与水不反应；⑧和 分别是Cl和Br，根据同主族元素非金属性的递变规律可知，非金属性Cl＞Br，根据判断非金属性强弱的方法，可依据二者气态氢化物的稳定性、单质之间的置换反应等来判断其非金属性强弱，即将Cl2通入到NaBr溶液中，溶液由无色变为橙色，说明Cl的化学性质比Br的活泼。
20．(1) 起液封作用，避免CO2从安全漏斗中逸出 无
(2)b、c、d
(3)坩埚
(4) 吸收空气中CO2和水蒸气等 浓硫酸
(5) 2Al(OH)3 MgCO3 3H2O 8.2%
解析：利用空气排尽装置中的空气，装置A中碱石灰吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，装置B热分解，装置C吸收水蒸气，装置D吸收二氧化碳，装置E防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入，据此解答。
（1）为防止CO2从安全漏斗中逸出，所以“安全漏斗”的“安全”含义是起液封作用，避免CO2从安全漏斗中逸出；由于开始时装置内含有空气，二氧化碳将装置中的空气排出，所以实验完毕后，若装置I内残留有CO2相当于占据了空气的位置，所以对测定结果没有影响；
（2）a.Al(OH)3是两性氢氧化物，但并不是能与所有的酸或碱反应，例如碳酸、氨水等，a错误；
b.二氧化碳能制备氢氧化铝，所以氢氧化铝的酸性比H2CO3弱，b正确；
c.Al(OH)3不稳定性，受热易发生分解反应生成Al2O3和H2O，c正确；
d.氢氧化铝胶体粒子表面积大，吸附性强，可聚沉水中杂质，d正确；
答案选bcd。
（3）灼烧滤渣除需要酒精灯、三脚架、泥三角、玻璃棒、坩埚钳外，还缺少的仪器是坩埚。
（4）由于空气中含有水蒸气和二氧化碳等会干扰实验，所以A的作用是吸收空气中CO2和水蒸气等；首先吸收水蒸气，所以C中试剂是浓硫酸。
（5）若样品质量为29.4 g，装置C、D分别净增10.8g、4.4 g，即水的的物质的量是10.8g÷18g/mol＝0.6mol，二氧化碳的物质的量是4.4g÷44g/mol＝0.1mol，因此根据原子守恒可知碳酸镁是0.1mol，设氢氧化铝的物质的量是xmol，结晶水的物质的量是ymol，则78x+8.4+18y＝29.4，1.5x+y＝0.6，解得x＝0.2，y＝0.3，则样品的主要成分化学式为2Al(OH)3 MgCO3 3H2O；样品中镁元素的质量分数为≈8.2%。
21．锥形瓶 C装置中导气管应该长进短出 2ClO2+H2O2+2CO32-=2ClO2-+2HCO3-+O2↑ 不能，因为D装置中有氧气产生，氧气也可能将I-氧化为I2 减缓稀硫酸的滴加速率，长导管口加装多孔球泡（其余合理答案） 用CCl4多次萃取、分液，直至溶液中滴加淀粉溶液不显蓝色。向溶液中滴加稀硫酸至溶液的pH≤2，滴加淀粉溶液，溶液变蓝
【分析】A装置中盛放亚硫酸钠和氯酸钠的固体混合物，当分液漏斗滴加稀硫酸进入A中后，三者混合发生反应生成二氧化氯，C为吸收装置，多余的二氧化氯在装置D中被H2O2和Na2CO3的混合溶液吸收生成NaClO2，装置E检验二氧化氯是否完全被D装置吸收，据此流程进行解答。
解析：（1）根据图示仪器A的名称是锥形瓶；
（2）二氧化氯的密度比空气大，C装置为气体收集装置，应采用向上排空气法，气体应该从长管进短管出，故答案为：C装置中导气管应该长进短出
（3）D中吸收ClO2后生成NaClO2和NaHCO3，ClO2具有强氧化性，化合价降低生成NaClO2，过氧化氢为还原剂，化合价升高生成氧气，化学方程式为：2ClO2+H2O2+2Na2CO3=2NaClO2+2NaHCO3+O2↑，改写成离子方程式为：2ClO2+H2O2+2CO32-=2ClO2-+2HCO3-+O2↑；
（4）E中装有碘化钾溶液出现黄色，说明碘离子被氧化生成了碘单质，但不能说明存在ClO2，因为D中反应生成了氧气，氧气也可能将I 氧化为I2，所以出现黄色不能说明ClO2未被H2O2和Na2CO3的混合溶液充分吸收，答案为：不能，因为D装置中有氧气产生，氧气也可能将I-氧化为I2；
（5）为提高D中ClO2吸收率，可采取减缓稀硫酸的滴加速率，减慢二氧化氯生成的速率，也可在D中长导管口加装多孔球泡，增大气体与溶液的反应面积等方法，答案为：减缓稀硫酸的滴加速率，长导管口加装多孔球泡；
（6）E装置吸收逸出的少量ClO2气体后所得溶液含有I2和ClO2-，要检验ClO2-必须除去I2，然后调节pH≤2.0再检验，所以检验E装置溶液中存在少量ClO2的实验方案：取一定体积E装置中的溶液于分液漏斗中，用CCl4多次萃取、分液，直至溶液中滴加淀粉溶液不显蓝色。再向溶液中滴加稀硫酸至溶液的pH≤2，滴加淀粉溶液，溶液变蓝，则溶液中存在ClO2-，答案为：用CCl4多次萃取、分液，直至溶液中滴加淀粉溶液不显蓝色。向溶液中滴加稀硫酸至溶液的pH≤2，滴加淀粉溶液，溶液变蓝。
22．(1) K Al Al
(2)S2-+Cl2=S↓+2Cl-
(3) 分液漏斗 防止倒吸
(4)浓盐酸 变蓝 NaOH
解析：(1)同一周期元素，金属性随着原子序数增大而减弱，同一主族元素，金属性随着原子半径的增大而增强，元素的金属性越强，其单质与酸或水反应越剧烈，金属性K＞Na＞Mg＞Al，则K与盐酸反应最剧烈、Al与盐酸反应速率最慢，1mol钠、钾、镁、铝分别产生的氢气是0.5mol、0.5mol、1mol、1.5mol，即铝产生的氢气最多；
(2)氯气具有强氧化性，与硫化钠反应的离子方程式为Cl2+S2-＝2Cl-+S↓；
(3)根据仪器构造，A是分液漏斗；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；
(4)常温下高锰酸钾能把浓盐酸氧化为氯气，氯气能把碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，则观察到C中溶液溶液变蓝；氯气是一种有毒气体，必须进行尾气吸收，氯气能够与氢氧化钠溶液反应，可以使用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气