第四章《物质结构元素周期律》测试题
一、单选题(共12题)
1.下表是元素周期表的一部分。X、Y、Z、W均为短周期元素,X、W的质子数之和为23。下列说法正确的是
X Y
Z W
A.W元素的非金属性比Z元素的非金属性弱
B.Z和X能以共价键结合形成一种无机非金属材料
C.Y元素的最高价氧化物的水化物是含氧酸中酸性最强的
D.X的气态氢化物是同主族元素气态氢化物中最稳定的,原因是其分子间有氢键
2.X、Y、Z、M、W、Q、R是7种短周期元素,其原子半径及主要化合价如下:
元素代号 X Y Z M W Q R
原子半径/nm 0.186 0.143 0.104 0.099 0.070 0.066 0.032
主要化合价 +1 +3 +6,-2 +7,-1 +5,-3 -2 +1
下列说法不正确的是
A.上述元素中,金属性最强的在周期表中的位置是第三周期IA族
B.W和R按原子个数比1:4构成的阳离子所含的化学键是共价键
C.表中所列4种第三周期元素的简单离子中Y的半径最大
D.Q的简单氢化物沸点比Z的高
3.下列比较中不正确的是
A.在水中的溶解度:—辛醇 B.酸性:
C.热稳定性: D.电负性:
4.如图是元素周期表的一部分,已知两块阴影中间的3列属于同一族。有关阴影部分的元素,下列说法不正确的是
A.都是金属元素
B.都是副族元素
C.右边阴影部分是IB族、IIB族
D.有5种副族元素和2种主族元素
5.下列说法不正确的是
A.17世纪英国化学家波义耳提出元素的慨念,标志着近代化学的诞生
B.俄国化学家门捷列夫1869年发现元素性质随着原子质子数的递增而呈周期性变化,制出了世界上第一张元素周期表,使化学的研究变得有规律可循
C.卢瑟福原子结构模型是:在原子的中心有一个带正电荷的核,电子在它的周围沿着不同的轨道运转,就像行星环绕太阳运转样
D.我国科学家在世界上首次用化学方法合成了具有生物活性的蛋白质一结晶牛胰岛素,首次用人工方法合成了一种具有与天然分子相同的化学结构和完整生物活性的核糖核酸,为人类揭开生命奥秘作出了贡献
6.某同学对“CO2是共价化合物和NH4Cl是离子化合物”,有下列四点感悟,其中不正确的是
A.离子化合物中可能含共价键
B.共价化合物中一定不含离子键
C.离子化合物中不一定含金属元素
D.离子化合物中一定不含共价键
7.NA为阿伏加 德罗常数的值。下列有关叙述正确的是
A.107 g Fe(OH)3胶体中胶体粒子的数目为NA
B.1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中CO32-和HCO3-的离子数之和为0.1NA
C.常温常压下,3.6 g D2O与H218O中含有中子数2NA
D.30 g由14C2H2和C18O组成的混合气体中含有的质子数为14NA
8.下列化学用语正确的是
A.B原子的电子式: B.HCl的电子式
C.次氯酸的电子式: D.过氧化钙的电子式:
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.标准状况下,1.12L18O2中含有电子数为0.8NA
B.1mol雄黄(As4S4,结构)含有4NA个As—S键
C.1molNaN3所含阴阳离子总数为2NA
D.37.8g三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189)中的氧原子数目为0.8NA
10.下列性质比较中,不正确的是
A.原子半径大小:Na>S>O B.热稳定性强弱:HF>HCl>H2S
C.酸性强弱: D.碱性强弱:
11.元素性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的根本原因是
A.元素原子电子层数增大
B.元素的化合价呈周期性变化
C.核电荷数依次增大
D.元素原子最外层电子数呈周期性变化
12.下列物质之间的转化都一步能实现的是
A.Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3 B.Al→Al2O3→Al(OH)3→NaAlO2
C.Na→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 D.Cu→CuO→Cu(OH)2→CuSO4
二、非选择题(共10题)
13.现有下列8种物质:①CaCl2 ②NH4Cl ③K2O2 ④Ba(OH)2 ⑤N2 ⑥HBr ⑦MgO⑧CH4。试用以上编号填空:
(1)只有非极性键的是___________________。
(2)既有离子键又有极性键的是____________________。
(3)属于共价化合物的是__________________。
(4)属于离子化合物的是__________________。
14.下表是元素周期表的一部分,请回答下列问题。
(1)元素①~⑧中原子半径最大的元素在周期表中的位置为______。
(2)元素③、④的简单气态氢化物稳定性由强到弱的顺序为______(填化学式)。
(3)元素⑥的最高价氧化物的水化物与元素⑧最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为______。
(4)能通过一个化学反应说明元素⑧的非金属性比元素⑦强的是______(填化学方程式)。
(5)元素⑤、⑥的最高价氧化物对应的水化物碱性由强到弱的顺序是______(填化学式)。
(6)元素①、③可形成一种摩尔质量为19g mol-1的离子化合物X,则X的电子式为______。
15.为探究 Na、Mg、Al的金属性强弱顺序,某课外小组同学进行了如下实验:
实验 步骤 1将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中; 2将一小段用砂纸打磨后的镁带放入试管中,加入少量水,加热至水沸腾,冷却后,向试管中滴加酚酞溶液; 3将一小段镁带投入稀盐酸中; 4将一小片铝投入稀盐酸中.
实验 现象 ①剧烈反应,迅速生成大量的气体 ②浮在水面上,熔成小球,不断游动,小球渐小最终消失,溶液变红 ③反应不剧烈,产生无色气体 ④有气体产生,溶液变成红色
(1)请在下表中填写与实验步骤对应的实验现象序号:
实验步骤 1 2 3 4
实验现象 _____ _____ _____ _____
(2)请写出镁与水反应的化学方程式:_______________。
(3)实验结论是___________________。
(4)请你补充该小组同学用原子结构理论对上述实验结论的解释:
同周期元素从左至右原子的电子层数相同,随着核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐_______,失电子能力逐渐_______,因此________逐渐减弱。
16.某研究性学习小组的甲、乙同学分别设计了以下实验来验证元素周期律。甲同学取钠、镁、锡各1 mol分别投入到足量的盐酸中,预测实验结果。
(1)甲同学设计实验的目的是______。
(2)与盐酸反应最剧烈的是______。
(3)利用如图所示装置可以验证非金属性的变化规律。
①仪器A的名称为______,干燥管D的作用是______。
②实验室中现有药品:溶液、、浓盐酸、,请选择合适的药品设计实验来验证氯的非金属性强于硫。装置A、B、C中所装药品分别为______、______、______,装置C中的实验现象为有黄色沉淀生成,相关反应的离子方程式为______。
③若要证明非金属性:,则A中加______,B中加,C中加______,观察到C中的现象为______。
17.某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律,设计可如下系列实验。
(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,写出与盐酸反应最慢的金属发生反应的离子方程式_______________________。
(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,你认为此设计是否合理?并说明理由:__________________。
Ⅱ、利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。
(3)实验室中提供药品Na2S、MnO2、浓盐酸、KMnO4 ,若要证明非金属性Cl>S;装置A、B、C中所装药品分别为_______________,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为____________。
(4)若要证明非金属性:C>Si,则A中加_________、B中加Na2CO3、C中加Na2SiO3,则观察装置C中的实验现象为有白色沉淀生成。离子方程式为_______________。假设所通气体是过量的)。
18.(1)已知反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。若有64gCu被氧化,则被还原的HNO3的质量是_______。
(2)某烃完全燃烧后生成17.6gCO2和10.8gH2O,该烃的分子式为_______。
(3)向100mL2mol·L-1 的氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液100mL时产生的沉淀为7.8g,则加入氧氧化钠溶液的物质的量浓度为__。
19.将16.1g氯化铵固体与足量熟石灰混合加热,使之充分反应,能制得氨气_______升(标准状况)?将此气体通入100mL氯化铝溶液,恰好将溶液中的Al3+完全沉淀,求氯化铝溶液的物质的量浓度_________。(要有计算过程)
20.向20 mL某浓度的AlCl3溶液中滴入2 mol·L-1的NaOH溶液时,所得的沉淀质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示:
(1)图中A点表示的意义是______________。
(2)最大沉淀量是______________g。
(3)B点表示的意义是______________。
(4)所用AlCl3溶液的物质的量浓度是______________。
(5)当所得沉淀量为0.39克时,用去NaOH溶液的体积是_____mL或_______mL。
21.A、B、C、D、E、M、N六种短周期主族元素,它们的核电荷数依次增大。A可与D、E形成10电子分子,其中B的最外层电子数等于次外层电子数,C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,M的L层电子数为K层和M层电子数之和,D和M同主族。回答下列问题:
(1)元素B的名称是______,在周期表中的位置是_________________
(2)元素D的原子结构示意图为______________________________
(3)元素C与M可形成CM2,其电子式为:_________
(4)元素C与N可形成CN4,其结构式为:__________
(5)元素D、E的简单氢化物的沸点高低顺序为:_______ > _______(填化学式)
(6)在一定条件下,A、D的单质和M的最高价氧化物对应水化物的溶液可构成原电池,该电池在放电过程中,电解质溶液的pH将_________(填“增大”“减小”或“不变”)
22.五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成离子化合物,其阴阳离子个数比为1∶1。回答下列问题:
(1)五种元素中非金属性最强的是____(填元素符号)。
(2)由A和B、D、E所形成的共价化合物中,热稳定性最差的是___(用化学式表示)。
(3)C和E形成的离子化合物的电子式为 __,用电子式表示A和B形成的过程___,A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式___
(4)D的最高价氧化物的水化物的化学式为____。
(5)由A和B形成的一种气体在工业上用途很广,实验室制取的方程式为____。
参考答案:
1.B
图为短周期的一部分,根据元素在周期表中的位置可知,X、Y在第二周期,Z、W在第三周期,设X的原子序数为x,则W的原子序数为x+9,由X、W的质子数之和为23,所以x+x+9=23,解得x=7,故X为N,Y为F,Z为Si,W为S;
A.同周期自左而右元素非金属性增强,故非金属性S>Si,A错误;
B.N和Si之间形成的是共价键,B正确;
C.同周期自左而右元素非金属性增强,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,但F没有含氧酸,C错误;
D.氢键影响物质的物理性质,分子的稳定性与化学键有关系,D错误;
答案选B。
点睛:本题考查位置结构性质的关系,推断元素的推断是解题的关键,注意利用短周期的结构及X、W的质子数之和来推断,易错选项是D,注意氢键对物质物理性质的影响。
2.C
X、Y、Z、M、W、Q、R是7种短周期元素,Q化合价 2价,没有最高正价,为O;Z的最高正价+6,最低负价 2,为S;M化合价 1,最高正价为+7,为Cl;W化合价+5, 3价,且原子半径小于Cl,则为N;Y化合价+3,半径大于Cl,为Al,X、R化合价为+1价,属于ⅠA族,且原子半径X大于Y,为Na,R半径小于N,为H,由此分析。
A.X、Y、Z、M、W、Q、R分别为Na、Al、S、Cl、N、O、H;这七种元素中金属性最强的元素是Na,有三层电子,最外层电子数为1,在周期表中的位置是第三周期IA族,故A正确;
B.W和R按原子个数比1:4构成的阳离子是,铵根离子中所含的化学键是氮原子和氢原子形成的共价键,故B正确;
C.表中所列4种第三周期元素的元素是Na、Al、S、Cl;和的核外电子排布相同,核电荷数大的半径越小,离子半径:>,和的核外电子排布相同,核电荷数大的半径越小,离子半径:>,和的电子层数大于和,半径大于和,故离子半径大小关系为:>>>,简单离子半径最大的是,故C错误;
D.水和硫化氢都是分子晶体,分子晶体的沸点主要是范德华力的影响,相对分子质量越大,范德华力越大,硫化氢的相对分子质量大于水,但是水分子间含有氢键,硫化氢分子间没有,氢键的作用大于范德华力的影响,故Q的简单氢化物沸点比Z的高,故D正确;
答案选C。
3.D
A.醇羟基为亲水基,羟基连接的烃基越大,其水溶性越小,所以乙醇的溶解度大于1-辛醇,A正确;
B.根据α-碳原子上的卤素元素的数目越多,吸电子的诱导效应越大,则酸性越强分析,酸性:,B正确;
C.硫和磷是同周期元素,硫的非金属性比磷强,所以氢化物稳定性强,C正确;
D.氢的电负性大于硼,D错误;
故选D。
4.D
A.根据图示,阴影部分的元素都是副族元素,是金属元素,故A正确;
B.根据图示,阴影部分的元素都是副族元素,故B正确;
C.根据图示,右边阴影部分是IB族、IIB族,故C正确;
D.根据图示,阴影部分的元素都是副族元素,共7种,故D错误;
答案D。
5.D
A.英国化学家波义耳1661年提出化学元素的概念,标志着近代化学的诞生,故A正确;
B.1869年俄国科学家门捷列夫绘制的元素周期表是元素依原子量大小并以表的形式排列,把有相似化学性质的元素放在同一行。就是元素周期表的雏形。现代元素周期表依照核内正电荷(即质子数或原子序数)排列,故B正确;
C.英国科学家卢瑟福通过实验推断出原子的大部分体积是空的,电子随意地围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转,认为电子在其周围的运动就像行星环绕太阳旋转一样,故C正确;
D.中国首次人工合成首次合成了具有生物活性的蛋白质-结晶牛胰岛素,具有与天然牛胰岛素相同的生物活性和结晶状态,结晶牛胰岛素是蛋白质,不是核糖核酸,故D错误;
故选:D。
6.D
A. NH4Cl是离子化合物,N与H原子之间以共价键结合,所以离子化合物中可能含有共价键,故A正确;
B. 含有离子键的化合物是离子化合物,所以共价化合物一定不含离子键,故B正确;
C. NH4Cl是离子化合物,不含有金属元素,故C正确;
D. 离子化合物中可能含有共价键,如氯化铵、NaOH等,故D错误;
答案选D。
7.D
A.一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁的聚集体,故107g氢氧化铁即1mol氢氧化铁所形成的胶粒的个数小于NA个,故A错误;
B.CO32-在溶液中部分水解为HCO3-和H2CO3,故1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中的CO32-、HCO3-和H2CO3之和为0.1NA个,CO32-和HCO3-离子数之和小于0.1 NA,故B错误;
C. 常温常压下,3.6 g D2O与H218O中含有中子数为=1.8NA,故C错误;
D.14C2H2和C18O的摩尔质量均为30g/mol,故30g混合物的物质的量为1mol,而两者中均含14个质子,故1mol混合物中含14NA个质子,与两者的比例无关,故D正确;
答案:D
【点睛】易错选项C、D,隐含的条件C中D2O与H218O中子数相同,摩尔质量均为20g/mol;D中14C2H2与C18O质子数相同,摩尔质量均为30g/mol。
8.D
A.B的最外层有3个电子,即B的电子式为,故A错误;
B.HCl为共价化合物,其电子式为,故B错误;
C.次氯酸的结构式为H-O-Cl,其电子式为,故C错误;
D.过氧化钙属于离子化合物,是由Ca2+和O,其电子式为,故D正确;
答案为D。
9.B
A. 标准状况下,1.12L18O2的物质的量为,含有电子数为,A正确;
B.由结构)可知,黑球代表As、白球代表S,则1mol雄黄(As4S4含有8NA个As—S键,B错误;
C.NaN3由和构成,则1molNaN3所含阴阳离子总数为2NA,C正确;
D. 37.8g三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189) 的物质的量为,所含氧原子数目为0.8NA,D正确;
答案选B。
10.C
A.原子的电子层数越多原子半径越大,电子层数相同时核电荷数越大原子半径越小,钠、硫在第三周期,氧在第二周期,且硫的核电荷数大于钠,则原子半径Na>S>O,故A正确,不选;
B.元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性:F>Cl>S,氢化物稳定性:HF>HCl>H2S,故B正确,不选;
C.元素的非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性:N>S>P,酸性:,故C错误,符合题意;
D.元素的金属性越强,最高价氧化物水化物的碱性越强,金属性:K>Na>Mg,碱性:,故D正确,不选;
故选:C。
11.D
原子结构决定元素的性质,则原子的核外电子排布尤其是最外层电子排布决定了元素的性质,即元素原子最外层电子数呈周期性变化,决定了原子半径的周期性变化、元素化合价的周期性变化、金属性和非金属性的周期性变化,故D选项符合题意;
答案为D。
12.C
A.SiO2不能一步生成H2SiO3,错误;
B.Al2O3不能一步生成Al(OH)3,错误;
C.Na与水反应生成氢氧化钠,NaOH中通入二氧化碳生成Na2CO3,向碳酸钠中通入过量二氧化碳生成NaHCO3,正确;
D.CuO不能一步生成Cu(OH)2,错误;
选C。
13. ⑤ ②④ ⑥⑧ ①②③④⑦
非极性键是同种元素原子间形成的共价键,极性键是不同元素原子间形成的共价键,离子键是阴、阳离子间形成的化学键。
(1)N2分子中两个N原子间形成共价键,所以只有非极性键的是⑤。答案为:⑤;
(2)NH4Cl、Ba(OH)2都为离子化合物,NH4Cl由NH4+和Cl-构成,N、H原子间形成极性键;Ba(OH)2由Ba2+和OH-构成,O、H之间形成极性键,所以既有离子键又有极性键的是②④。答案为:②④;
(3)HBr和CH4两种化合物分子中只含有H、Br共价键和C、H共价键,所以属于共价化合物的是⑥⑧。答案为:⑥⑧;
(4)CaCl2、NH4Cl、K2O2、Ba(OH)2、MgO都由阴、阳离子构成,所以属于离子化合物的是①②③④⑦。答案为:①②③④⑦;
【点睛】含有离子键的化合物一定是离子化合物,离子化合物中一定含离子键,可能含共价键。
14. 第3周期IA族 HF>NH3 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O H2S+Cl2=2HCl+S↓ NaOH>Al(OH)3
根据元素在周期表中的位置可知,①为H、②为C、③为N、④为F、⑤为Na、⑥为Al、⑦为S、⑧为Cl,据此分析。
(1)同周期从左到右,元素的原子半径逐渐减小;同主族从上到下,元素的原子半径逐渐增大,则①~⑧中原子半径最大的元素是Na,在周期表中的位置为第3周期IA族;
(2)非金属性F>N,非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,则元素N、F的简单气态氢化物稳定性由强到弱的顺序为HF>NH3;
(3)元素Al的最高价氧化物的水化物是Al(OH)3,元素Cl的最高价氧化物的水化物是HClO4,HClO4是强酸,二者反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;
(4)可通过置换反应证明元素的非金属性强弱,则可以说明元素Cl的非金属性比元素S强的化学反应是H2S+Cl2=2HCl+S↓;
(5)元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性Na>Al,则元素Na、Al的最高价氧化物对应的水化物碱性由强到弱的顺序是NaOH>Al(OH)3;
(6)元素H、N可形成一种摩尔质量为19g mol-1的离子化合物X,X为NH4H,NH4H由铵根离子和H-构成,电子式为。
15. ② ④ ① ③ 金属性: 减小 减弱 金属性
(1)越活泼的金属,和酸溶液或水反应越剧烈,置换出氢气越容易,生成碱的碱性越强,据此分析解答;
(2)镁与水在加热条件下能够反应生成氢氧化镁和氢气;
(3)根据以上反应现象判断金属钠、镁、铝的金属性强弱顺序;
(4)从原子半径和失电子能力角度来解释金属性强弱的关系。
(1)金属钠、镁、铝位于同一周期,按照从左到右的顺序失电子能力逐渐减小,和水及酸反应置换出氢气的程度是越来越难,所以:实验1对应的现象为②、实验2对应的现象为④、实验3对应的现象为①、实验4对应的现象为③,故答案为:②;④;①;③;
(2)镁在加热条件下与水反应的化学方程式为:Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,故答案为:Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑;
(3)根据金属和酸以及水的反应的剧烈程度,可以知道:金属活动性顺序为:Na>Mg>Al,故答案为:金属性:Na>Mg>Al;
(4)同周期元素从左到右,原子的电子层数相同,核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐减小,原子核对核外电子的吸引力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱,金属性逐渐减弱,故答案为:减小;减弱;金属活动性。
【点睛】本题的(3)具有一定的开放性,答案合理即可,解答时可以从金属性归纳,也可以从金属的活泼性、还原性等角度解答。
16. 验证钠、镁、铝的活泼性(或验证同一周期,从左到右元素的金属性强弱) 钠 分液漏斗 防止倒吸 浓盐酸 溶液 稀硫酸 溶液 有白色沉淀产生
(1)甲同学设计实验的目的是验证钠镁铝活泼性;
(2)根据金属活动性顺序表可以判断钠、镁、铝的活泼性,活泼性越强,与盐酸反应越剧烈;
(3)①根据仪器的构造写出仪器A的名称;球形干燥管具有防止倒吸的作用;
②设计实验验证非金属性:Cl>S,利用氯气与Na2S的氧化还原反应可验证;
③要证明非金属性:C>Si,可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明。
I.(1) 同一周期,从左到右元素的金属性逐渐减弱,所以甲同学设计实验的目的是验证钠镁铝活泼性;
(2)金属活泼性顺序为:钠>镁>铝,所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钠;
II.(3)①仪器A为分液漏斗,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;
②设计实验验证非金属性:Cl>S,利用氯气与Na2S的氧化还原反应可验证,由题中所给药品可知,可用与氯气发生置换反应来判断Cl与S非金属性的强弱,因为无加热装置,所以只能选择与浓盐酸反应制取氯气,则装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S溶液,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,装置C中发生反应的离子方程式为S2-+Cl2═S↓+2Cl-;
③若要证明非金属性:C>Si,可以通过二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸来证明,由于B中加Na2CO3,故A中可以加硫酸,通过硫酸和碳酸钠的反应来制取CO2,然后的CO2通入C中的Na2SiO3中,可以发生反应:Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,产生白色胶状沉淀,从而可以证明酸性:H2CO3>H2SiO3,故非金属性:C>Si。
【点睛】进行检验气体性质实验时需要注意防止倒吸。
17.(1)2Al+6H+=2Al3++3H2↑
(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) 浓盐酸、KMnO4、Na2S S2-+Cl2 =S↓+2Cl-
(4) 硫酸或H2SO4 +2CO2 +2H2O = H2SiO3↓+2HCO3
(1)根据金属活动性顺序,钠、钾、镁、铝由强到弱为:K > Na > Mg > Al,所以与盐酸反应最剧烈的是钾,与盐酸反应最慢的是铝,铝与盐酸反应的离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑。
(2)利用碱性比较元素的金属性强弱时,一定要用金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较,因为NH3·H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物,所以根据NaOH的碱性大于NH3·H2O,继而验证Na的金属性大于N的设计不合理。
(3)若要证明非金属性Cl>S;首先制备氯气,用高锰酸钾溶液与浓盐酸反应制备氯气,利用Cl2能与Na2S反应置换出S,可证明Cl元素的非金属性大于S元素的非金属性,则装置A、B、C中所装药品分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S;装置C中发生的反应是Cl2与Na2S的置换反应,所以离子方程式为S2-+Cl2 =S↓+2Cl-。
(4)若要证明非金属性:C>Si,则用A与B反应制取CO2,CO2与硅酸盐溶液反应生成硅酸,可证明非金属性:C>Si,所以A应加入难挥发的硫酸,C中应加入可溶的Na2SiO3溶液,CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,所以的离子方程式为+2CO2 +2H2O = H2SiO3↓+2HCO3-。
18. 42g C2H6 3mol·L-1或7mol·L-1
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应中,3molCu作还原剂,与2molHNO3作氧化剂,遵循电子守恒,以此来解答;AlCl3溶液中加入NaOH溶液,若碱不足,只发生反应:AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl;先求出实验式,再求分子式;若碱与铝离子的物质的量之比大于3:1时,先发生反应:AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl,后发生反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,据此讨论计算。
(1)n(Cu)= =1mol,设被还原的硝酸为xmol,则
, ,解得x= mol,则被还原的硝酸的质量为mol×63g/mol=42g,故答案为42g;
(2)n(CO2)==0.4mol,n(H2O)= =0.6mol,完全燃烧生成0.4molCO2和0.6H2O,n(C):n(H)=0.4:0.6 2=2:6,可知烃的实验式为C2H6,碳已经饱和,分子式为C2H6,故答案为:C2H6;
(3)100ml2mol·L-1的AlCl3溶液中,n(Al3+)=0.1L×2mol·L-1 =0.2mol,生成沉淀的质量是7.8g,其物质的量为: =0.1mol,可能是0.2molAl3+生成0.1mol沉淀,或者0.2molAl3+生成0.2molAl(OH)3沉淀后又溶解了0.1mol;
①若碱不足,即0.2molAl3+生成0.1mol沉淀,AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl,NaOH的物质的量为0.1mol×3=0.3mol,c(NaOH)= =3mol·L-1;
②碱与铝离子的物质的量之比大于3:1,小于4:1,即0.2molAl3+生成0.1mol沉淀,或者0.2molAl3+生成0.2molAl(OH)3沉淀后又溶解了0.1mol;
则消耗的碱的物质的量为0.6mol+0.1mol=0.7mol,c(NaOH)==7mol·L-1;
故答案为:3mol·L-1或7mol·L-1。
19. 6.72 1mol/L
氯化铝溶液中通氨气有氢氧化铝生成,且氢氧化铝不能被氨水溶解,结合c=计算。
已知:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
2×53.5 g 2×22.4L
16.1 g V(NH3)
=,解得:V(NH3)= =6.72L;
n(NH3)= =0.3mol
AlCl3+ 3NH3 + 3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl
1 3
n(AlCl3) 0.3mol
=
解得:n(AlCl3)=0.1mol,c(AlCl3)==1mol/L。
20. AlCl3与NaOH恰好完全反应,得到最大沉淀量 0.78 Al(OH)3与NaOH恰好完全反应生成NaAlO2,沉淀完全溶解 0.5 mol·L-1 7.5 17.5
(1)开始AlCl3与NaOH反应:Al3++3OH-= Al(OH)3↓,生成Al(OH)3沉淀,随着NaOH量逐渐增多,Al(OH)3量逐渐增大,到A点时氢氧化钠将AlCl3恰好完全沉淀时,Al(OH)3沉淀达到最大量,图中A点表示的意义是AlCl3与NaOH恰好完全反应,得到最大沉淀量;
(2)根据反应方程式可知:n[Al(OH)3]=n(NaOH)=×2mol/L×0.015L=0.01mol,其质量是m[Al(OH)3]=0.01mol×78g/mol=0.78g;
(3)Al(OH)3沉淀达到最大量后,再加NaOH,发生Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O,沉淀量又逐渐减少,到B点时Al(OH)3与NaOH恰好完全反应生成NaAlO2,沉淀完全溶解消失,所以B点表示的意义是Al(OH)3与NaOH恰好完全反应生成NaAlO2,沉淀完全溶解;
(4)根据铝原子守恒,则n(AlCl3) =n[Al(OH)3]= 0.01mol,根据溶液的物质的量浓度定义式c=n/V可知氯化铝的物质的量浓度c==0.5mol/L;
(5)0.39 g Al(OH)3的物质的量n[Al(OH)3]==0.005mol< 0.01mol。当NaOH溶液不足时,生成0.39 g Al(OH)3所需NaOH的物质的量为0.005mol×3=0.015mol,则需要NaOH溶液的体积==0.0075L=7.5mL;当NaOH溶液过量时,还剩余0.39 g Al(OH)3,溶解0.39 g Al(OH)3可以消耗0.005molNaOH,故共消耗NaOH的物质的量=0.02L×2mol/L-0.005mol=0.035mol,需要NaOH溶液的体积==0.0175L= 17.5mL。
21. 铍 第二周期ⅡA族 H2O HF 增大
本题考查的是元素周期表知识。A、B、C、D、E、M、N六种短周期主族元素,它们的核电荷数依次增大。B的最外层电子数等于次外层电子数,B的核外有两层,核外电子排布为2、2排布,则B为Be;C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,则C核外有两层,核外电子排布为2、4排布,则C为C;M的L层电子数为K层和M层电子数之和,M层电子数为6,则M为S;D和M同主族,则D为O;A可与D、E形成10电子分子,则A为H,E为F;由于M为S,且A、B、C、D、E、M、N六种短周期主族元素,它们的核电荷数依次增大,则N为Cl。
A、B、C、D、E、M、N六种短周期主族元素,它们的核电荷数依次增大。B的最外层电子数等于次外层电子数,B的核外有两层,核外电子排布为2、2排布,则B为Be;C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,则C核外有两层,核外电子排布为2、4排布,则C为C;M的L层电子数为K层和M层电子数之和,M层电子数为6,则M为S;D和M同主族,则D为O;A可与D、E形成10电子分子,则A为H,E为F;由于M为S,且A、B、C、D、E、M、N六种短周期主族元素,它们的核电荷数依次增大,则N为Cl。
(1)根据上述分析元素B为Be,名称是铍,在周期表中位于第二周期ⅡA族。本小题答案为:铍;第二周期ⅡA族。
(2)元素D为O,O的原子结构示意图为。本小题答案为: 。
(3)元素C为C,M为S,则C与M可形成CM2为CS2,CS2的电子式为 。本小题答案为:。
(4) 元素C为C,N为Cl,则C与N可形成CN4为CCl4,其结构式为 。本小题答案为:。
(5)元素D、E分别为O、F,则二者的氢化物为H2O和HF,H2O中含氢键,氢键较强,且使分子呈网状排列;HF分子间氢键较强,但是数量少,只能线性排列,则H2O的沸点比HF高。本小题答案为: H2O;HF。
(6)根据上述分析 A、D的单质分别为H2、O2,M的最高价氧化物对应水化物为H2SO4。在一定条件下,A、D的单质和M的最高价氧化物对应水化物的溶液可构成原电池,该电池氧气在正极发生还原反应生成水,正极电极反应式为O2+4H++4e ═2H2O,氢气在负极发生氧化反应,负极电极反应为:2H2 4e ═4H+,总反应为2H2+ O2=2H2O,反应过程中生成水,使c(H+)降低,pH增大。本小题答案为:增大。
22. Cl PH3 NH4Cl H3PO4(HPO3) 2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑+2H2O
五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和B形成的共价化合物在水中呈碱性,该化合物为NH3,则A为氢元素、B为氮元素;A和C同族,C的原子序数大于氮元素,故C为Na元素;B和D 同族,则D为磷元素;C和E形成离子化合物,其阴阳离子个数比为1:1,则E为Cl元素。
(1)同周期自左而右非金属性增强,HCl中Cl元素表现负化合价,故Cl元素非金属性比氢元素的强,高氯酸的酸性强于硝酸的酸性,故Cl元素非金属性比N元素的强,则五种元素中非金属性最强的是Cl;
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物分别为NH3、PH3、HCl。非金属性越强氢化物越稳定,非金属性Cl>N>P,故热稳定性最差的是 PH3;
(3)C和E形成的化合物为NaCl,电子式为;A和B形成NH3,用电子式表示过程:;A和E形成的化合物为HCl,A和B形成的化合物为NH3,二者反应生成NH4Cl;
(4)D为磷元素,它的最高价氧化物的水化物的化学式为H3PO4;
(5)由A和B形成的一种气体在工业上用途很广,该气体为NH3,实验室制取NH3的方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
【点睛】元素非金属性强弱的判断依据:①非金属单质跟氢气化合的难易程度(或生成的氢化物的稳定性),非金属单质跟氢气化合越容易(或生成的氢化物越稳定),元素的非金属性越强,反之越弱;②最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)的酸性强弱.最高价含氧酸的酸性越强,对应的非金属元素的非金属性越强,反之越弱;③氧化性越强的非金属元素单质,对应的非金属元素的非金属性越强,反之越弱,(非金属相互置换)