第1章 原子结构 元素周期律
一、单选题（共12题）
1．根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是
A． Cl和Cl的得电子能力相同
B．Cl- 的离子结构示意图：
C．Cl、S、O元素的非金属性逐渐增强
D．同周期元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而增强
2．R、W、X、Y、Z五种主族元素在周期表中的相对位置如图所示，下列说法正确的是
A．第一电离能：W>Y
B．原子半径：Y
D．气态氢化物的稳定性：X
A．只含有一种元素的物质一定是纯净物
B．石墨在一定条件下转变为金刚石是化学变化
C．有单质参加的反应一定是氧化还原反应
D．碳元素只能形成金刚石和石墨两种同素异形体
4．已知前20号元素的离子：aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-电子层结构相同，关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是
A．原子半径大小：D﹤C﹤B﹤A B．它们一定都是短周期元素
C．单质的还原性：B＞A D．原子序数：B＞A＞C＞D
5．a、b、c、d、e、f、g为原子序数依次增大的短周期主族元素。b、c、d原子最外层电子数之和为15，且均能与a形成10电子分子，e的单质可用于焊接钢轨，f与d位于同一主族，f与g位于同一周期。下列说法正确的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的酸性：g＞b＞f
B．简单气态氢化物的稳定性：b＞c＞d
C．简单离子半径：d＜e＜f
D．含有e、f等元素的某种化合物可用于净水
6．某同学根据苯和四氯化碳互溶、苯的密度比水小、四氯化碳的密度比水大的性质制作了“液体积木”。在试管中注入CCl4，再加少量水，再小心加入少量苯，溶液可出现分三层的现象，然后再用漏斗向水层中加入少量胆矾溶液及少量碘水。下列说法正确的是（ ）
A．上中下三层的颜色分别为无色、蓝色、紫红色
B．上中下三层的颜色分别为紫红色、蓝色、紫红色
C．振荡再静置后溶液分为两层，水在下层
D．振荡再静置后溶液仍分为三层
7．根据下表信息，判断以下叙述正确的是
短周期元素代号 L M Q R T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.112 0.104 0.066
主要化合价 +2 +3 +2 +6、-2 -2
A．M与T形成的化合物具有两性 B．单质与稀盐酸反应的剧烈程度为L
A．原于半径(r)：(Q)＞n(Y)＞(Z)
B．元素X有+2、+4等多种价态
C．Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
D．可以推测H2QO4是Q的最高价氧化物的水化物
9．某同学设计实验验证海带中含有碘，其第一步操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到：①试管、②瓷坩埚、③坩埚钳、④泥三角、⑤酒精灯、⑥烧杯、⑦量筒中的实验仪器有（ ）
A．⑤⑥ B．①⑤ C．②③⑤ D．②④⑤
10．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如图。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是（ ）
A．对应的简单离子的半径：X＜W
B．对应的简单气态氢化物的稳定性：Y＜Z
C．元素X、Z和W能形成多种化合物
D．Y的最高价氧化物对应的水化物具有强酸性
11．化学与生活、生产密切相关。下列叙述错误的是
A．铝合金大量用于高铁建设 B．考古时利用14C测定一些文物的年代
C．漂粉精可用作游泳池等场所的消毒剂 D．氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
12．2021年中国地质科学院地质研究所朱祥坤研究员修订铅元素的标准相对原子质量为区间值，下列关于铅元素说法不正确的是
A．的中子数为125 B．的原子序数是82
C．和互为同位素 D．和属于同种核素
二、非选择题（共10题）
13．用相应的化学用语回答下列问题：
(1)用化学方程式说明实验室不能用带磨口玻璃塞试剂瓶装NaOH溶液的原因___________
(2)化工生产过程中产生的SO2、Cl2等大气污染物，若将二者按照一定比例通入水中可减少或消除污染。写出该反应的离子反应方程式___________。
(3)工业上用石英和焦炭为原料制取粗硅，请写出化学方程式___________。
(4)向燃煤中添加石灰石减少二氧化硫的排放，原理是___________
14．三氟化氮是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体，在半导体加工，太阳能电池制造和液晶显示器制造中得到广泛应用。NF3是一种三角锥型分子，键角102°，沸点－129℃；可在铜的催化作用下由F2和过量NH3反应得到。
(1)NF3的沸点比NH3的沸点(-33℃)低得多的主要原因是________。
(2)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol-1)，回答下面各题：
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
U 420 3100 4400 5900
①在周期表中，最可能处于同一族的是_________。
②T元素最可能是_______区元素。若T为第二周期元素，F是第三周期元素中原子半径最小的元素，则T、F形成化合物的空间构型为________，其中心原子的杂化方式为________。
15．下表是元素周期表的一部分根据A～G元素在周期表中的位置，用化学式填写空白。
族周期 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
1 A
2 D F H
3 B C E G
(1)氧化性最强的单质是______，还原性最强的单质是______，化学性质最不活泼的单质是______。(填相应的化学式)
(2)最稳定的氢化物是______。(填相应的化学式)
(3)按碱性逐渐减弱、酸性逐渐增强的顺序，将B、C、E、G四种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式排列成序是__________________。(填相应的化学式)
16．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐占地壳质量的90%以上。
(1)写出通信中硅的氧化物的一种用途：___________。
(2)科学家用金属钠、四氯化碳和四氯化硅制得了碳化硅纳米棒，反应的化学方程式为。
①该反应中Si元素的化合价为___________价。
②其中还原产物的化学式为___________。
③高温真空环境中，C与SiO2反应也可以生成SiC，同时生成一种有毒的气体，写出该反应的化学方程式：___________。
(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3溶液可以用作___________；设计简单实验比较醋酸与H2SiO3酸性的强弱(用化学方程式回答：___________。
17．把主族元素X的最高价氧化物X2O4.7g溶于95.3g水中，得到溶质质量分数为5.6%的溶液，Y与X位于同一族，12gY的氢氧化物与400mL 0.75mol/L的盐酸完全中和，Z与Y同周期，标准状况下5.6 LZO2为16g。
(1)求X、Y、Z的相对原子质量：X______、Y______、Z______；
(2)写出其元素符号：X______、Y______、Z______。
18．已知SiO2＋2CSi＋2CO↑；Si＋CSiC。
现有石英砂和炭粉的混合物1mol，于高温下在电炉里充分反应后，得残留固体；若石英砂与混和物的物质的量之比n（0＜n＜1），试讨论n取何值时，残留物的成分及其物质的量。
n 例︰n= __ __ __ __
残留固体及物质的量（摩） Si __ __ __ __
___________。
19．2021年5月15日，“天问一号”携“祝融号”成功着陆火星，这是我国深空探测迈出的重要一步。回答以下问题：
(1)“天问一号”采用了我国自主研制的高性能碳化硅增强铝基复合材料。工业上制取碳化硅的化学反应方程式为：，请写出X的化学式___________。若生成4 g碳化硅，则其中含有___________个碳原子；生成4g碳化硅的同时，生成X气体的体积在标准状况下为___________L。
(2)①火星大气主要成分是CO2。碳的同位素12C、13C、14C与氧的同位素16O、17O、18O可化合生成二氧化碳，可得二氧化碳分子的种数为___________。
②碳在自然界有两种稳定的同位素，有关数据如下表：
同位素 相对原子质量 丰度(原子分数)
2C 12(整数，相对原子质量的基准) 0.9893
13C 13.003354826 0.0107
请列出碳元素近似相对原子质量的计算式___________。
(3)此次探测任务中，“祝融”号火星车利用了正十一烷(C11H24)储存能量。其原理是：白天火星温度___________(选填“升高”或“降低)，正十一烷吸热融化，储存能量；到了晚上反之释放能量。正十一烷在氧气中完全燃烧会生成两种氧化物，写出该燃烧反应的化学方程式___________。78 g正十一烷(C11H24)完全燃烧，需要氧气___________mol。
20．某学生进行微型实验研究：一块下面衬白纸的玻璃片上有a、b、c、d四个位置，分别滴加浓度为0.1mol/L的四种溶液各1滴，每种彼此分开，形成一个小液滴。在圆心e处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体，然后向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸，并将表面皿盖好。可观察到a、b、c、d、e五个位置均有明显反应。完成下列填空：
（1）e处立即发生反应，化学方程式如下，请配平，并标出电子转移方向和数目___。
___KMnO4+___HCl(浓)→___KCl+__MnCl2+___Cl2↑+___H2O
（2）b处实验现象为___。d处发生氧化还原反应的离子方程式为___。通过此实验__（填“能”或“不能”）比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性的强弱。若能，则其氧化性由强到弱的顺序是___。
（3）在氯水中，下列关系正确的是__（选填编号）。
a.c(H+)=c(ClO-)+c(Cl-)
b.c(H+)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(OH-)
c.c(HClO)
a.实验过程中可以用pH试纸测定溶液的pH
b.由a→b过程中，溶液中HClO的浓度增大
c.由b→c过程中，溶液中Cl-的浓度减少
d.c点以后溶液呈碱性，没有漂白性
21．研究海水提溴工艺，甲、乙两同学分别设计下实验流程：
甲：苦卤含溴海水含溴空气溴水混合物溴蒸气液溴
乙：苦卤含溴海水溴蒸气液溴
(1)甲、乙两同学在第一阶段得到的含溴海水中，氯气的利用率较高的是______(填“甲”或“乙”)，原因是______。
(2)甲同学步骤④所发生反应的离子方程式为______。
(3)某同学在进行蒸馏操作时，采用如图所示装置：
①写出图中两处明显的错误：______。
②实验时A中除加入混合溶液外，还需加入少量______，其作用是______。
(4)对比甲、乙两流程，最大的区别在于对含溴海水的处理方法不同，其中符合工业生产要求的是______(填“甲”或“乙”)，理由是______。
22．I.某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的0.1 mol·L-1的盐酸中，试预测实验结果：_______与盐酸反应最剧烈，_______产生气体量最多。
(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计_______(填“是”或“否”)合理？并说明理由 _______。
Ⅱ.利用如图装置可以验证非金属性的变化规律。
(3)干燥管D的作用是_______。
(4)若要证明非金属性Cl>S，实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，则装置B中发生的反应化学方程式为_______，装置C中的实验现象为_______。
(5)若要证明非金属性：C>Si，则A中可否加入盐酸_______(填“可”或“否”)、B中加Na2CO3、C中加_______，则装置C中发生反应的离子反应方程式为_______。
参考答案：
1．A
A． Cl和Cl均为氯元素的不同核素，互为同位素，化学性质几乎完全相同，则得电子能力相同，故A正确；
B．Cl- 的离子结构示意图为，故B错误；
C．S、Cl同周期主族元素，核电荷数越大，非金属性越强，而O、S同主族，核电荷数越小，非金属性越强，则S、Cl、O元素的非金属性逐渐增强，故C错误；
D．同周期主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性随核电荷数的增加而增强，如HClO4的酸性大于H2SO4，故D错误；
故答案为A。
2．D
A、同周期自左向右元素的第一电离能总体呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能反常，故无法确定W、X的第一电离能的大小关系，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能，因此无法确定W、Y的第一电离能的大小关系，故A错误;
B、X、Y位于同一主族，Y电子层数多，原子半径大，则原子半径，故B错误;
C、X、Z不位于同一主族，最高正化合价不相等，故C错误;
D、同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性，故D正确;
答案选D。
3．B
A．混合物中也可能只含一种元素，如O2和O3组成的物质是混合物，A说法错误；
B．同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应，B说法正确，
C．同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应，C说法错误；
D．碳元素能形成金刚石、石墨、C60等多种同素异形体，D说法错误。
答案为B。
4．D
金属原子失电子转化为阳离子，电子层数少1；非金属原子得电子生成为阴离子，电子层数不变，aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-电子层结构相同，则A、B在C、D的下一周期，且A在B的左边，C在D的右边。
A．依据电子层数多半径大及同周期元素从左往右原子半径依次减小的递变规律，原子半径大小：C﹤D﹤B﹤A，A不正确；
B．A、B可能为第四周期元素，C、D都是短周期元素，B不正确；
C．A、B同周期且A在B的左边，金属性A>B，单质的还原性A＞B，C不正确；
D．由以上分析知，A、B在C、D的下一周期，且A在B的左边，C在D的右边，原子序数：B＞A＞C＞D，D正确；
故选D。
5．D
a、b、c、d、e、f、g为原子序数依次增大的短周期主族元素。b、c、d原子最外层电子数之和为15，且均能与a形成10电子分子，则a为H，B、C、D位于第二周期，最外层电子数平均值为15÷3=5，则b为C元素，c为N，d为O元素；e单质可用于焊接钢轨，则e为Al；f与d同主族，f与g同周期，则f为S，g为Cl，以此分析解答。
根据上述分析可知：a是H，b是C，c是N，d是O，e是Al，f是S，g是Cl元素。
A．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。由于元素的非金属性：Cl＞S＞C，所以酸性：HClO4＞H2SO4＞H2CO3，即最高价氧化物对应水化物的酸性：g＞f＞b，A错误；
B．元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。由于元素的非金属性：C＜N＜O，所以相应的简单气态氢化物的稳定性：CH4＜NH3＜H2O，即简单气态氢化物的稳定性：b＜c＜d，B错误；
C．d是O，e是Al，f是S，O2-、Al3+核外电子排布是2、8，S2-核外电子排布是2、8、8，离子核外电子层数越多，离子半径越大，当离子核外电子排布相同时，离子的核电荷数越大，离子半径越小，故上述三种离子半径由大到小的顺序为：S2-＞O2-＞Al3+，即离子半径：e＜d＜f，C错误；
D．e是Al，f是S，含有这两种元素的化合物，如明矾水解会产生氢氧化铝胶体，胶体的胶粒表面积大，吸附力强，能够吸附水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀，从而具有净水作用，D正确；
故答案是D。
6．B
苯的密度比水小、四氯化碳的密度比水大，四氯化碳、苯都不溶于水，碘在苯与四氯化碳中的溶解度较大，都能从碘水中萃取碘，故上中下三层的颜色分别为紫红色、蓝色、紫红色；苯和四氯化碳互溶，故振荡后分为2层，在试管中注入CCl4，再小心加入少量苯，有机层主要为四氯化碳，密度比水大，则水在有机层的上层，故答案为B。
7．A
短周期元素，由元素的化合价可知，T只有-2价，则T为O元素，可知R为S元素，L、M、Q只有正价，原子半径L＞Q，则L为Mg元素，Q为Be元素，M的原子半径介于L、Q之间，则M为Al元素。
A.M与T形成的化合物是氧化铝，是两性氧化物，故A正确；
B.金属性Mg比Be强，则Mg与酸反应越剧烈，则相同条件下单质与稀盐酸反应速率为L＞Q，故B错误；
C.元素的非金属性越强，氢化物越稳定，氢化物的热稳定性为H2O＞H2S，即H2T＞H2R，故C错误；
D.H2R为H2S，H2T为H2O，水中分子之间存在氢键，熔沸点高H2O＞H2S，即H2R＜H2T，故D错误；
故选A。
8．D
由X、Y、Z最外层电子数和为17可以推出元素X为碳元素；Y元素为硫元素，Z为氯元素，Q为第四周期VA，即为砷元素。
A、元素周期表同主族从上到下原子半径依次增大，同周期从左向右依次减小，选项A正确；
B、碳元素所在的化合物甲烷、一氧化碳、二氧化碳所对应的化合价分别为-4，＋2、＋4，选项B正确；
C、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物硫酸、高氯酸均为强酸，选项C正确；
D、VA最外层电子数为5，故最高化合价为＋5，最高价氧化物的水化物应为H3QO4，选项D不正确。
答案选D。
9．D
灼烧需要在坩埚中进行，需要配套使用的是泥三角、三脚架、酒精灯，无需试管、烧杯、量筒，第一步反应中无需移动坩埚，故也不需要坩埚钳，答案选D。
10．D
由图象和题干描述可知，W为O元素，X为Na元素，Y为Si元素，Z为Cl元素，据此回答。
A．O2-、Na+离子电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：O2-＞Na+，A正确；
B．非金属性Si＜Cl，非金属性越强，氢化物越稳定，B正确；
C．Na、Cl、O三者之间能形成多种化合物如：NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4等，C正确；
D．Y的最高价氧化物对应的水化物为H2SiO3，为弱酸，D错误；
故选D。
11．D
A. 铝合金的硬度大、耐腐蚀、性能优良，大量用于高铁建设，A正确；
B. 14C能发生衰变，通过测定半衰期可测定文物的存在时间，所以考古时利用l4C测定一些文物的年代，B正确；
C. 漂白精具有强氧化性，可以杀菌消毒，因此可用作游泳池的消毒剂，C正确；
D. 过氧化钠能与二氧化碳、水等反应生成氧气，作供氧剂，但氧化钠与二氧化碳、水等反应不能生成氧气，因此不能作供氧剂，D错误；
故合理选项是D。
12．D
A．的中子数为207-82=125，故A正确；
B．表示质量数为204，质子数为82即原子序数是82的一种铅原子，故B正确；
C．和的质子数相同而中子数不同的铅的不同的原子，二者互为同位素 ，故C正确；
D．和属于同种元素的不同核素，故D错误；
故答案为：D。
13． SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+ SiO2+2CSi+2CO↑ CaCO3CaO+CO2↑、2SO2+O2+2CaO2CaSO4
(1)玻璃的成分中含有的SiO2是酸性氧化物，会与碱NaOH发生反应产生具有粘性的Na2SiO3，将试剂瓶与玻璃塞粘在一起，因此实验室不能用带磨口玻璃塞试剂瓶装NaOH溶液，用化学方程式表示为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；
(2)化工生产过程中产生的SO2、Cl2等大气污染物，若将二者按照一定比例通入水中，二者会发生反应产生HCl、H2SO4，因而可减少或消除污染。该反应的离子反应方程式为：SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+；
(3)将石英和焦炭混合，在高温下二者发生反应产生硅和一氧化碳，该反应的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑；
(4)向燃煤中添加石灰石可减少二氧化硫的排放，这是由于SO2能够与石灰石分解产生的CaO反应产生CaSO4进入滤渣，反应原理用方程式表示为：CaCO3CaO+CO2↑；2SO2+O2+2CaO2CaSO4。
14． NH3能形成分子间氢键，NF3只有范德华力 R和U P 平面正三角形 sp2
根据分子间作用力分析；结合电离能的变化分析原子结构最外层电子数，结合元素周期律分析判断，根据中心原子的价层电子对数分析解题。
(1)NH3分子了间存在氢键，而NF3分子了间只存在范德华力，两种作用力前者较强，物质的沸点较高；
(2)①根据电离能的跳跃确定最外层有几个电子，表中R和U的第一电离能较小，但跳跃至第二电离能时突然变大，说明失去一个电子后变为稳定结构，最外层有一个电子，故R和U处于同族；
②由T元素电离能的变化可知T最外层有三个电子，位于周期表中第ⅢA族，在P区，若T为第二周期元素，应为B元素，E是第三周期元素中原子半径最小的元素，应为Cl元素，二者形成的化合物为BCl3，根据价层电子对模型可知应为平面正三角形结构，中心原子的杂化方式为 sp2杂化。
15． F2 Na Ne HF NaOH、Al(OH)3、H3PO4、HClO4
结合周期表可知A为氢，B为钠，C为铝，D为氮，E为磷，F为氟，G为氯，H为氖。据此回答。
(1)氧化性最强的单质是F2，还原性最强的单质是Na，化学性质最不活泼的单质是Ne ；
(2)F的非金属性最强，最稳定的氢化物是HF ；
(3)按碱性逐渐减弱、酸性逐渐增强的顺序，将B、C、E、G四种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式排列成序是NaOH、Al(OH)3、H3PO4、HClO4。
16．(1)制作光导纤维
(2) +4 SiC 3C+SiO2SiC+2CO↑
(3) 防火剂 2CH3COOH+SiO=2CH3COO-+H2SiO3↓
【解析】(1)
通信中硅的氧化物的一种用途：制作光导纤维；
(2)
①该反应中Si元素的化合价为+4价；
②在该反应8Na+CCl4+SiCl4=SiC+8NaCl中，C的化合价从+4价降低为-4价，得电子，则四氯化碳为氧化剂，还原产物为SiC；
③高温真空环境中，C与SiO2反应也生成SiC和CO，该反应的化学方程式：3C+SiO2SiC+2CO↑；
(3)
用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3溶液可以用作防火剂；设计简单实验比较醋酸与H2SiO3酸性的强弱，方法为：将醋酸滴入装有NaSiO3水溶液的试管中，当有白色沉淀产生时，说明醋酸的酸性比H2SiO3的强，否则弱，反应方程式为2CH3COOH+SiO=2CH3COO-+H2SiO3↓。
17．(1) 39 23 32
(2) K Na S
（1）主族元素X的最高价氧化物X2O，X处于IA族，溶于水生成XOH，4.7g X2O 溶于95.3g水中，得到溶质质量分数为5.6%的溶液，则XOH的质量=(4.7g+95.3g)×5.6%=5.6g，令X的相对原子质量为a，则根据X原子守恒：，解得a=39，元素Y与X同主族，则Y也处于IA族，其氢氧化物为YOH，与盐酸发生中和反应，设Y的相对原子质量b，则，解得b=23，标况下ZO2的物质的量为，ZO2的摩尔质量为，则Z的相对原子质量为64-32=32；
（2）X、Y处于IA族，X相对原子质量为39，Y的相对原子质量为23，则X为K，Y为Na，Z的相对原子质量为32，且Z与Na同周期，故Z为S。
18．
n值 n= n= ＜n＜1 ＜n＜ 0＜n＜
残留固体及物质的量 Si mol SiCmol Si molSiO2 mol Si(4n-1)molSiC(1-3n)mol SiC nmolC(1-4n)mol
根据反应SiO2+2CSi+2CO↑，Si+CSiC可得：SiO2+3CSiC+2CO↑；
①当n=时，二氧化硅与C恰好反应生成一氧化碳和单质硅，残留的固体为Si，其物质的量为mol；
②当n=时，二氧化硅与C恰好反应生成SiC，残留的固体为SiC，物质的量为mol；
③当＜n＜1时，二氧化硅过量，反应后的固体为SiO2和Si的混合物，根据反应SiO2+2CSi+2CO↑，C完全反应，则生成Si的物质的量为：n(Si)=n(C)=×(1-n)mol=mol，剩余的二氧化硅为：n-mol=mol；
④当＜n＜时，二氧化硅与碳完全反应生成Si和SiC，设生成Si为ymol，则生成SiC为：nmol-ymol，根据C的物质的量关系可得：2ymol+3(nmol-ymol)=(1-n)mol，解得：y=(4n-1)mol，即Si的物质的量为(4n-1)mol，则SiC的物质的量为：nmol-(4n-1)mol=(1-3n)mol；
⑤当0＜n＜时，则反应后C有剩余，残留固体为SiC和C，二氧化硅完全反应，则残留固体中含有SiC的物质的量为：nmol，根据反应SiO2+3CSiC+2CO↑，剩余C的物质的量为：(1-n)mol-3nmol=(1-4n)mol，故答案为：
n值 n= n= ＜n＜1 ＜n＜ 0＜n＜
残留固体及物质的量 Simol SiCmol Si molSiO2 mol Si(4n-1)molSiC(1-3n)mol SiC nmolC(1-4n)mol
19．(1) CO 0.1NA 4.48
(2) 18 12×0.9893+13.003354826×0.0107=12.0007
(3) 升高 C11H24+17O211CO2+12H2O 8.5
（1）根据质量守恒定律，可知X化学式是CO；
4 g SiC的物质的量是n(SiC)=，1个SiC中含有1个C原子，则0.1 mol SiC中含有C原子的物质的量是0.1 mol，故其中含有的C原子数目是0.1NA；
根据化学方程式中物质反应转化关系可知：每反应产生1 mol SiC，就会反应产生2 mol CO气体，现在反应产生0.1 mol SiC，就会同时反应产生0.2 mol CO气体，其在标准状况下的体积V(CO)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L；
（2）①碳的同位素12C、13C、14C与氧的同位素16O、17O、18O可化合生成二氧化碳，可得CO2分子种类为：12C16O2、13C216O2、14C16O2、12C17O2、13C17O2、14C17O2、12C18O2、13C18O2、14C18O2、12C16O17O、12C16O18O、12C17O18O、13C16O17O、13C16O18O、13C17O18O、14C16O17O、14C16O18O、14C17O18O，共18种不同的CO2分子；
②元素的相对原子质量等于其所含有的各种同位素原子的相对原子质量与该同位素的丰度的乘积的和。若12C的丰度是0.9893，其相对原子质量是12，13C的丰度是0.0107，其相对原子质量是13.003354826，则碳元素近似相对原子质量的计算式为：12×0.9893+13.003354826×0.0107=12.0007；
（3）在此次探测任务中，我国火星车利用了正十一烷(C11H24)储存能量。其原理是：白天火星温度升高，正十一烷吸热融化，到了晚上温度下降，其在凝固的过程中释放能量。正十一烷在氧气中完全燃烧会生成两种氧化物分别是CO2、H2O，该燃烧反应的化学方程式为：C11H24+17O211CO2+12H2O；78 g正十一烷的物质的量是n(C11H24)=。根据物质燃烧方程式可知1 mol C11H24完全燃烧反应消耗17 mol O2，则0.5 mol C11H24完全燃烧反应消耗O2的物质的量n(O2)==8.5 mol。
20． 由无色变为蓝色 Cl2＋2Fe2+=2Cl-＋2Fe3+ 能 KMnO4>Cl2>FeCl3 bc b
浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气，氯气与周围四点均存在氧化还原反应，与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，与溴化钾反应生成溴单质，与氯化亚铁反应生成氯化铁，与碘化钾反应生成碘单质，据此回答问题。
（1）e处立即发生反应，根据氧化还原反应原理和单键桥原理：
；
（2）b处氯气氧化碘化钾为碘单质，碘单质遇淀粉变蓝，即实验现象为由无色变为蓝色。d处发生氧化还原反应的离子方程式为Cl2＋2Fe2+→2Cl-＋2Fe3+。根据氧化剂氧化性大于氧化产物可知，氯气与亚铁离子反应生成铁离子，高锰酸钾制备氯气，即通过此实验能比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性的强弱，其氧化性由强到弱的顺序是KMnO4>Cl2>FeCl3。
（3）在氯水中，溶液为酸性，根据盐类三大守恒可知：根据电荷守恒可知，c(H+)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(OH-)；盐酸是强酸，次氯酸是弱酸，两酸浓度一致，故溶液中离子浓度c(OH-)
（4）常温下，将Cl2缓慢通入水中至饱和，然后改向其中滴加浓NaOH溶液。整个实验过程中的pH变化曲线如图所示，不考虑次氯酸分解与溶液体积变化，下列叙述正确的是___。
a.氯气与水反应生成次氯酸，具有漂白性，故实验过程中不可以用pH试纸测定溶液的pH，A错误；
b.a→b过程中，氯气还在不断与水反应，溶液中HClO的浓度增大，B正确；
c.b→c过程中，氢氧化钠不断消耗盐酸中的氢离子，溶液中Cl-的浓度不变，C错误；
d.c点以后溶液呈碱性，次氯酸根水解产生次氯酸，仍有漂白性，D错误。
答案为b。
21． 甲 酸化后可抑制Cl2、Br2与H2O反应，减少Cl2的消耗，提高Cl2的利用率 温度计水银球插入了液体中，冷却水上进下出 碎瓷片 防止暴沸 甲 含溴海水中溴的浓度低，直接蒸馏成本高，甲流程中③④⑤步实际上是溴的富集过程，可提高溴的浓度，减少能源消耗，降低成本
(1)Cl2、Br2都能与H2O发生可逆反应，酸化后可抑制Cl2、Br2与H2O反应，减少Cl2的消耗，提高Cl2的利用率，氯气利用率较高的是甲；故答案为甲；酸化后可抑制Cl2、Br2与H2O反应，减少Cl2的消耗，提高Cl2的利用率；
(2)Br2具有强氧化性，SO2以还原性为主，Br2与SO2水溶液反应生成HBr和H2SO4，HBr和H2SO4都是强酸，其离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋；故答案为Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋；
(3)①该装置为蒸馏装置，温度计用来测量馏分的温度，温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处；为了提高冷凝效果，冷却水应下口进上口出；故答案为温度计水银球插入了液体中，冷却水上进下出；
②为了防止暴沸，应在烧瓶中加几片碎瓷片或沸石；故答案为碎瓷片或沸石；防止暴沸；
(4)含溴海水中，Br2的浓度低，直接蒸馏将消耗大量能源，因此需要先富集，甲同学中③④⑤是富集溴元素，甲同学的设计符合工业生产；故答案为甲；含溴海水中溴的浓度低，直接蒸馏成本高，甲流程中③④⑤步实际上是溴的富集过程，可提高溴的浓度，减少能源消耗，降低成本。
22．(1) 钾 铝
(2) 不合理 用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，NH3·H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物
(3)防止倒吸
(4) 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 产生黄色浑浊
(5) 否 Na2SiO3 CO2+SiO+H2O=H2SiO3↓+ CO
【解析】（1）
同一周期元素，金属性随着原子序数增大而减弱，元素的金属性越强，同一主族，原子序数越大，金属性越强，其单质与酸或水反应越剧烈，所以金属性K＞Na＞Mg＞Al，则K与盐酸反应最剧烈；钠、钾、镁、铝在反应中分别失去1、1、2、3个电子，因此相同条件下所得气体体积比是1：1：2：3，Al与盐酸反应产生气体量最多，故答案：钾；铝；
（2）
用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，NH3·H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物，所以方案不合理，故答案：不合理；用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，NH3·H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物；
（3）
气体溶于水时容易引起液体倒流，所以干燥管D的作用是防止倒吸，故答案：防止倒吸；
（4）
由于没有加热装置，则利用高锰酸钾制备氯气，所以装置B中的化学方程式为2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。氯气能把硫化钠氧化为单质S，所以装置C中的实验现象为产生浅黄色沉淀，故答案：2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O；产生浅黄色沉淀；
（5）
若要证明非金属性：C＞Si，则可以借助于最高价氧化物水化物的酸性强弱，由于盐酸易挥发，则A中加硫酸、B中加Na2CO3，硫酸和碳酸钠的反应来制取CO2；C中加Na2SiO3.，CO2与硅酸钠反应产生硅酸，C中可以发生反应：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3，产生白色胶状沉淀，故答案：否；Na2SiO3；Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3。
