《物质结构元素周期律》单元检测题
一、单选题
1.下列说法错误的是( )
A. 作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界处
B. 农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内
C. 构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内
D. 在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素
2.A,B分别为第三、四周期同一主族的不同元素的原子,它们原子核内的质子数等于中子数。
①若A为第ⅡA族元素,其质量数为x,则B的质子数为y。
②若A为第ⅣA族元素,其质子数为m,则B的质量数为n。
则y和n的值分别是( )
A. (+18)、(2m+18) B. (+8)、(2m+18)
C. (+8)、(2m+36) D. (+18)、(2m+36)
3.下列试剂的保存或使用正确的是( )
A. 金属锂保存在煤油中,使用前要用滤纸吸干煤油
B. 过氧化钠比氧化钠稳定,可露置在空气中
C. 称量氢氧化钠固体时,可在天平两个托盘上各放一张等质量的纸,左边纸上放氢氧化钠,右边纸上放砝码
D. 做焰色反应实验时,透过蓝色钴玻璃,观察到火焰颜色为紫色,证明被检验物中一定有钾元素
4.下列说法中,正确的是( )
A. 第ⅠA族元素的金属性一定比ⅡA族元素的金属性强
B. 第三周期中的非金属元素的气态氢化物还原性越强,对应元素的最高价含氧酸酸性越弱
C. 非金属元素之间只能形成共价化合物
D. 短周期中,同周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
5.下列粒子中,粒子的氧化性依次增强,且粒子的半径依次减小的是( )
A. O、Cl、S、P B. K+、Mg2+、Al3+、H+
C. I-、Br-、Cl-、Fe3+ D. Al3+、Mg2+、Ca2+、Ba2+
6.如果把元素周期表分为下面3个区域,则最活泼的金属、最活泼的非金属、最不活泼的非金属元素分别位于( )
A. ①区、③区、③区 B. ①区、③区、②区
C. ①区、②区、②区 D. ②区、③区、③区
7.四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示:
其中Z元素的原子序数是其最外层电子数的3倍。下列叙述中正确的是( )
A. 元素Z位于第三周期ⅣA族 B. 元素Y的原子序数为15
C. 元素X最外层有6个电子 D. 元素W最高价氧化物为WO3
8.关于铯及其化合物的以下各种说法中不正确的是( )
A. 氢氧化铯是一种强碱,比氢氧化钾的碱性强
B. 铯与水或酸溶液反应剧烈,都生成氢气
C. 铯的还原性比钠强,钠离子的氧化性比铯离子强
D. 铝的金属性大于铯的金属性
9.下列用电子式表示共价化合物的形成过程,正确的是( )
A. ×Mg×+2·C―→Mg2+[C]
B.
C.·+Ca2++·―→[]-Ca2+[]-
D. 2H·+··―→HH
10.几种短周期元素的原子半径和主要化合价见下表,下列说法中正确的是( )
A. 等物质的量的X、Y的单质与足量的盐酸反应,生成的H2一样多
B. Y与Q形成的化合物不能跟氢氧化钠溶液反应
C. Z的氢化物的稳定性强于L的氢化物的稳定性
D. 在化学反应中,M原子与其他原子易形成共价键而不易形成离子键
11.根据14C含量,能测出古代物品所处的年代。14C中的“14”是指碳原子中的( )
A. 质子数 B. 质量数 C. 电子数 D. 中子数
12.下列各种元素的原子序数,其中能组成化学式为XY2型离子化合物的是( )
A. 6和8 B. 16和8 C. 12和17 D. 11和16
13.下列物质中,有离子键的是( )
A. N2 B. CH4 C. NaCl D. HCl
14.如图中的大黑点代表原子序数为1~18的元素的原子实(原子实是原子除最外层电子后剩余的部分),小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子,短线代表共价键。下列各图表示的结构与化学式一定不相符的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
15.现有下列基本粒子:1H、2H、3H、40K、40Ca,请回答下列问题:
(1)它们分属__________种元素,属于氢元素的核素有________种,互为同位素的原子为________,质量数相等的粒子为________。
(2)许多元素有多种核素,而且在自然界中各种核素都有固定的原子分数。如氧元素存在16O、17O、18O三种核素,氢元素有1H、2H、3H三种核素,请你估计,16O、17O、18O、1H、2H、3H六种核素最多可能组成________种水分子,现有20.0g由2H和16O组成的水分子,其中含质子的物质的量为________,中子的个数为________。
(3)微粒AXn-核外有18个电子,则它的核电荷数为________。
三、实验题
16.已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末,难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,某化学实验小组设计了如下实验,请回答下列问题:
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是____________,烧瓶中发生的反应的化学方程式是______________________。
(2)画出虚线框内的实验装置图,所加试剂为____________,该装置的作用是__________________。
(3)装置B中盛放的试剂是____________(填序号),实验现象为____________________________,该反应的离子方程式是____________________________,该反应属于四种基本反应类型中的__________反应。
A.Na2S溶液 B.Na2SO3溶液
C.Na2SO4溶液
(4)已知:①硫酸比次氯酸稳定;②高氯酸的酸性比硫酸强;③S2-比Cl-易被氧化;④HCl比H2S稳定;⑤铜与盐酸不反应,但能与浓硫酸反应;⑥铁与氯气在加热条件下反应生成三氯化铁,铁与硫在加热条件下反应生成硫化亚铁;⑦硫原子与氯原子的电子层数相同,氯的原子半径小于硫原子。能说明氯的非金属性比硫强的是________(填序号)。
A.全部 B.②③④⑥⑦
C.①②④⑤⑥ D.②③④⑤⑥⑦
(5)装置C中盛放烧碱溶液,目地是吸收反应后剩余的气体,防止污染空气,写出该装置中所发生反应的离子方程式:________________________。
17.某学生在做元素性质与原子结构关系的实验时,设计了一套实验方案,并记录了有关的实验现象。请帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的
探究同一主族元素性质的递变规律
(2)实验用品
仪器:试管、胶头滴管
药品:新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳
(3)实验内容(在下表横线中填写相关内容)
(4)实验结论:______________________________________________________________。
(5)问题和讨论
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为____________________________、________________________________________________________________________。
②由于氟单质过于活泼,所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟的非金属性比氯的强________________、__________________________。
18.比较硅、磷、硫、氯四种元素非金属性的强弱。
(1)写出它们最高价氧化物对应水化物的化学式(并说明酸性的强弱顺序) ________________。
(2)写出它们气态氢化物的化学式(并说明稳定性的强弱顺序) ____________。
(3)请总结同周期元素非金属性的变化规律__________________________,并用原子结构解释其原因________________________。
四、推断题
19.A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素。已知A、B、E三种原子最外层共有11个电子,且这三种元素的最高价氧化物对应的水化物之间两两皆能反应生成盐和水;C元素的最外层电子数比次外层电子数少4,D元素原子次外层电子数比最外层电子数多3。请回答下列问题:
(1)写出下列元素的元素符号A________,C________,D________。
(2)写出A、B两元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式__________________;
A、E两元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式____________________。
(3)比较C、D最高价氧化物对应水化物的酸性____________________。
20.X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素,部分信息如下表所示:
(1)R在元素周期表中的位置是________;R在自然界中有质量数为35和37的两种核素,它们之间的关系为______________________。
(2)Z的单质与水反应的化学方程式为______________________。
(3)Y与R相比,非金属性较强的是________(用元素符号表示),下列事实能证明这一结论的是________________________。
a.常温下Y的单质呈固态,R的单质呈气态
b.稳定性:XR>YX4
c.最高价氧化物对应的水化物的酸性:HRO4>H2YO3
(4)根据表中数据推测Y的原子半径的范围:________nm<rY<________nm。
(5)甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物对应的水化物,且甲+乙―→丙+水,则丙的化学式为________________________(写出一种即可)。
21.有A、B、C、D、E五种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20,其中C、E是金属元素;A和E元素原子的最外电子层都只有一个电子;B和D元素原子的最外层电子数相同,且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍;C元素原子的最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半。
(1)请写出这5种元素的元素符号:A________;B________;C________;D________;E________。
(2)C、D两元素的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式是______________________。
(3)C、E两元素的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式是____________________。
五、计算题
22.实验室制取氯气,将多余的氯气用100 mL 1.7 mol·L-1的氢氧化钠溶液完全吸收。对吸收后的溶液进行分析化验,测知c(OH-)=0.1 mol·L-1(不考虑反应前后溶液的体积变化) 。ClO-和ClO的物质的量浓度之比为5∶1。
(1)吸收氯气消耗氢氧化钠的物质的量为________。
(2)被氧化氯气的物质的量为________,被还原氯气的物质的量为________。
(3)若采用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制氯气,制备尾气中的氯气所消耗的二氧化锰的质量为________。
答案解析
1.【答案】C
【解析】构成催化剂的元素大多为过渡金属元素,在元素周期表的中间部分。
2.【答案】C
【解析】根据第三周期和第四周期同主族元素之间原子序数(质子数)相差8或18,即可作出正确判断,若A为第ⅡA族元素,A的质子数为,那么B的质子数y=+8。若A为第ⅣA族元素,则B的质子数为m+18,那么n=2(m+18)=2m+36。
3.【答案】D
【解析】金属锂由于密度小于炼油的密度,不能保存在煤油中;由于过氧化钠能与空气中的水和二氧化碳发生反应,所以不能露置在空气中;氢氧化钠有腐蚀性,易潮解,不能放在纸上称量;蓝色钴玻璃可以滤去黄色的光。
4.【答案】B
【解析】第ⅠA族元素的金属性不一定比ⅡA族元素的金属性强(如锂的金属性比钙弱),选项A错误;同周期元素的非金属性越强,对应的单质的氧化性越强,氢化物的还原性越弱,选项B正确;非金属元素之间可能形成离子化合物(如硝酸铵等铵盐),选项C错误;同周期元素的离子半径,阳离子半径小于阴离子半径,选项D错误。
5.【答案】B
【解析】选项C中的卤素离子无氧化性,选项A和D中粒子的半径逐渐增大。
6.【答案】A
【解析】图中区域①为ⅠA、ⅡA族元素,其中含有非金属元素氢;区域②为过渡元素,全都是金属元素;区域③为ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素及0族稀有气体元素。
7.【答案】D
【解析】根据元素的相对位置可知X、Y两元素在第二周期,而Z、W两元素在第三周期,在第三周期中的所有元素中,只有磷元素的核外电子总数是其最外层电子数的3倍,故X、Y、Z、W四种元素分别为碳、氮、磷、硫。
8.【答案】D
【解析】由同主族元素性质变化规律可知,金属性Cs>K>Na,铯与水或酸溶液反应比钾、钠剧烈, 氢氧化铯的碱性比氢氧化钾、氢氧化钠强,铯离子的氧化性比钾离子、钠离子弱。钠的金属性比铝强,所以铯的金属性比铝强。
9.【答案】D
【解析】选项A,氯化镁电子式中氯离子不能合并在一起,且MgCl2是离子化合物;选项B是离子化合物的形成过程;选项C,左边钙原子的电子式不能写成钙离子。
10.【答案】D
【解析】由题给主要化合价可知,X位于第ⅡA族,Y位于ⅢA族,Z位于第ⅥA族,L位于第ⅦA族,M位于第ⅣA族,Q位于第ⅥA族。由短周期元素原子半径递变规律可知,X、Y、Z、L、M、Q分别为镁、铝、硫、氯、碳、氧。等物质的量的镁、铝的单质与足量的盐酸反应,铝生成的氢气多,选项A错误;Y与Q形成的化合物为氧化铝,氧化铝能与氢氧化钠溶液反应,选项B错误;Z的氢化物为硫化氢,L的氢化物为氯化氢,稳定性:HCl>H2S,选项C错误;M原子为碳原子,最外层上有4个电子,不易得失电子,易形成共价键,不易形成离子键,选项D正确。
11.【答案】B
【解析】原子组成符号中,元素符号左上角的数值表示该原子的质量数。
12.【答案】C
【解析】6号元素碳与8号元素氧、16号元素硫与8号元素氧不能形成离子化合物;12号元素镁与17号元素氯能形成XY2型离子化合物氯化镁(MgCl2);11号元素钠与16号元素硫形成的硫化钠(Na2S),不是XY2型离子化合物。
13.【答案】C
【解析】离子化合物(或离子键)判断确定的方法依据:
①由成键元素判断:活泼的金属(如ⅠA、ⅡA族金属)元素与活泼非金属(如ⅥA、ⅦA族非金属)元素形成的化合物都是离子化合物(含有离子键)。
②由物质类别判断:强碱、大多数盐、低价金属氧化物等属于离子化合物(含有离子键),非金属氧化物和酸类化合物等不属于离子化合物(不含离子键)。
③易判错的化合物:氯化铵、硫酸铵等铵盐都是离子化合物;氯化铝等不是离子化合物。
14.【答案】C
【解析】A的结构示意图中,最上方的小球表示有2个未成键电子,且形成3个共价键,它的最外层有5个电子,即为N,另外3个原子为H,则A的化学式为NH3,故A项正确。同理,可分析出B、D正确。C图中Cl原子还应有6个(3对)未成键电子。
15.【答案】 (1)3 3 1H、2H、3H 40K、40Ca (2)18 10 mol 10NA (3)18-n
【解析】题目给出的5种粒子分属氢、钾、钙三种元素,其中氢元素的核素有1H、2H、3H三种,它们同位素,质量数相等的粒子是40K和40Ca。
氧的同位素16O与氢的3种同位素可形成6种水分子,分别为1H1H16O、2H2H16O、3H3H16O以及1H2H16O、1H3H16O、2H3H16O,同理可知氧的同位素17O、18O与氢的3种同位素各形成6种水分子,共形成18种水分子。
由2H和16O组成的水分子为2H2H16O,其相对分子质量为2×2+16=20,20.0 g2H2H16O的物质的量含1 mol,其中含有10 mol质子,10 mol中子。
阴离子的核电荷数=核内质子数=核外电子数-电荷数=18-n。
16.【答案】(1)浓盐酸 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+O2↑+2H2O (2) 饱和食盐水 除去Cl2中的HCl气体 (3)A 有淡黄色沉淀生成 S2-+Cl2===2Cl-+S↓ 置换 (4)B (5)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
【解析】该实验装置验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强的原理是氯气可以将硫从其化合物中置换出来。(1)装置A的作用是制取氯气、分液漏斗中盛装的试剂是浓盐酸,所发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)二氧化锰和浓盐酸反应制得的氯气中含有氯化氢杂质。可以用盛有饱和食盐水的洗气瓶将其除去,虚线框内的实验装置图为。(3)氯气将硫从其化合物中置换出来可以证明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,反应的原理是S2-+Cl2===2Cl-+S↓,装置中有淡黄色沉淀生成,所发生的反应属于置换反应。(4)最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则元素的非金属性越强,故②正确;S2-比Cl-易被氧化,说明单质氯气的氧化性强于单质硫,故③正确;元素的氢化物越稳定,则其非金属性越强,故④正确;非金属单质氧化相同的金属,得到化合物中金属元素的价态越高,说明非金属单质的氧化物越强,则对应元素的非金属性越强,故⑥正确,同周期元素的原子半径越小,得电子能力越强,则其非金属性越强,⑦正确。(5)实验时,用氯氧化钠溶液进行尾气处理,所发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
17.【答案】(3)①橙红 ②紫红
(4)同主族元素从上到下,元素原子的得电子能力逐渐减弱
(5)①Cl2+2Br-===Br2+2Cl- 2I-+Br2===2Br-+I2
②氟化氢的稳定性比氯化氢的强 氟气能置换出水中的氧,而氯气不能置换出水中的氧
【解析】卤素的性质比较(卤素间的置换反应):氯水与溴化钠溶液反应,生成单质溴和氯化钠,说明氯气的氧化性比溴强;溴水与碘化钾溶液反应,生成单质碘和溴化钠,说明单质溴的氧化性比碘强。
18.【答案】(1) HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
(2) HCl>H2S>PH3>SiH4
(3)同周期元素非金属性随原子序数增大而增强 同周期元素(如硅、磷、硫、氯),随着原子序数的递增,原子的核电荷数增多,原子半径减小,原子核对最外层电子的吸引力增强,在反应过程中得到电子能力增强,元素的非金属性逐渐增强
【解析】硅、磷、硫、氯等非金属元素,其最高价氧化物对应水化物酸性越强,气态氢化物的稳定性越强,元素的非金属性越强。
19.【答案】(1)Na Si P (2)Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O NaOH+HClO4===NaClO4+H2O (3)H3PO4>H4SiO4(H2SiO3)
【解析】短周期元素A、B、E原子序数依次增大,它们的最高价氧化物水化物两两皆能反应,其中B为铝元素,A为钠元素; 由A、B、E三种原子最外层电子数之和为11, E原子最外层有7个电子,E为氯元素; C、D原子序数小于17、大于13,由题意推出C、D分别为硅元素和磷元素。
20.【答案】(1)第三周期第ⅦA族;互为同位素 (2)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ (3)Cl;bc (4)0.099;0.143 (5)NaAlO2(Na2SiO3或NaClO4)
【解析】由表中信息可知:
X为氢元素(阳离子核外无电子); Y为硅元素(无机非金属材料的主角);
Z为钠元素(焰色反应呈黄色);M为氧元素(只有-2价);
R为氯元素(有-1价和+7价); Q为铝元素(只有+3价,与钠同周期)。
由同周期元素原子半径的递变规律,则rCl<rSi<rAl,所以0.099 nm<rSi<0.143 nm。上述元素的最高价氧化物对应的水化物能相互反应生成水的有
NaOH+HClO4===NaClO4+H2O、NaOH+Al(OH)3===NaAlO2+2H2O、2NaOH+H2SiO3===Na2SiO3+2H2O、所以丙为NaAlO2、Na2SiO3或NaClO4。
21.【答案】(1)H O Al S K (2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O (3)Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
【解析】原子的L层电子数是K层电子数的3倍的元素B为氧元素,D为硫元素; C元素原子的最外层电子数是D(硫)元素原子最外层电子数的一半,可知C为铝元素;A和E元素原子的最外电子层都只有一个电子,且核电荷数都小于20,知A为氢元素,E为钾元素。氢氧化铝具有两性,能与硫酸反应生成硫酸铝和水,与氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和水。
22.【答案】(1)0.16 mol (2)0.03 mol 0.05 mol (3)6.96 g
【解析】(1)反应前氢氧化钠的物质的量=0.1 L×1.7 mol·L-1= 0.17 mol,
反应后氢氧化钠的物质的量=0.1 L×0.1 mol·L-1= 0.01 mol,
反应消耗氢氧化钠的物质的量=0.17 mol-0.01 mol=0.16 mol。
(2)由8Cl2+16NaOH===5NaClO+NaClO3+10NaCl+8H2O可知,
反应消耗氯气的物质的量=0.16 mol÷16×8=0.08 mol,
被氧化氯气的物质的量=0.08 mol÷8×6÷2=0.03 mol,
被还原氯气的物质的量=0.08 mol-0.03 mol =0.05 mol。
(3)由(2)可知,尾气中的氯气为0.08 mol ,
由MnO2+4HCl(浓)MnCl2+ Cl2↑+2H2O可知,
反应消耗二氧化锰的质量=0.08 mol×87 g·mol-1=6.96 g。