第1章原子结构元素周期律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．清华团队研制出新款忆阻器存算一体芯片，相关成果发表于《科学》。下列不可用作芯片的材料的是
A．硅单质 B．碳化硅 C．二氧化硅 D．砷化镓
2．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W最外层电子数是内层电子数的3倍，X在短周期主族元素中原子半径最大，Y的最高正价与最低负价代数和为4，下列说法错误的是
A．原子半径：X>Y>Z
B．简单氢化物的稳定性：W>Y
C．单质的沸点：Y＜Z
D．Y、Z的单质均能与X的单质反应生成离子化合物
3．化学与生产生活密切相关，下列说法正确的是
A．国产CPU“龙芯3A6000”的主要材料与光导纤维的材料相同
B．以石油、煤、天然气为原料可以生产某些有机高分子材料
C．医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜，其单体四氟乙烯属于烃
D．速滑运动员头盔使用的碳纤维是新型有机高分子材料
4．下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
A．转移溶液 B．验证碳的非金属性强于硅
C．除去中混有的少量HCl D．收集NO
A．A B．B C．C D．D
5．一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A．X的常见化合价有-1、-2
B．原子半径大小为Y＞X＞W
C．Y的最高价氧化物对应水化物具有两性
D．W单质只有4种同素异形体
6．为了纪念人类历史上那些做出过伟大科学成就的科学家，许多国家都发行过纪念他们的邮票。下列邮票中的科学家与其对应描述不相符的是
A．拉瓦锡提出了第一个元素分类表 B．门捷列夫编制了第一张元素周期表
C．卢瑟福提出了原子的有核模型 D．维尔纳发现并证明原子序数等于核电荷数
A．A B．B C．C D．D
7．氟化钠是某些牙膏的添加剂，结合下列钠、氟元素的相关信息，判断下列说法中正确的是
A．钠原子的中子数为11
B．氟元素的相对原子质量为19.00g
C．钠元素与氟元素形成化合物的化学式是NaF
D．在元素周期表中，钠元素和氟元素位于同一周期
8．2016年IUPAC将第117号元素命名为Ts(中文名“钿”)，Ts的最外层电子数是7。下列说法中，不正确的是
A．Ts是第七周期第VIIA族元素
B．Ts在同族元素中非金属性最弱
C．Ts的同位素原子具有相同的电子数
D．中子数为176的Ts，其核素符号是
9．短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系错误的是
A．简单气态氢化物沸点：X>W
B．氧化物对应水化物的酸性：Z>W
C．Y的氧化物具有两性
D．简单离子的半径：Y
选项 实验目的 实验方案
A 比较的金属性 将少量加入溶液中，观察现象
B 比较的非金属性 将通入溶液中，观察现象
C 比较的金属性 向溶液、溶液中滴入足量溶液，观察现象
D 比较的非金属性 将大理石与浓盐酸反应制取的气体直接通入溶液中，观察现象
A．A B．B C．C D．D
11．化学与生活密切相关，下列说法不正确的是
A．食品中添加适量二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
B．稀硝酸具有强氧化性，常温下可清洗附着在试管内壁的银镜
C．硅是重要的半导体，可用来生产光导纤维
D．豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
12．2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家在寻找新的点击反应砌块的过程中，意外发现一种安全、高效合成化合物，其结构简式如图所示，其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素，下列说法不正确的是
A．简单离子半径：W>X>Y>Z
B．最简单氢化物的沸点：Y
D．金属钠与单质Y2反应的生成物中，阴阳离子个数比为1：2
13．下列关于物质制备和用途的说法不正确的是
A．工业上主要采用电解饱和食盐水的方法制取NaOH
B．实验室采用向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液的方法制取Al(OH)3
C．Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
D．Cl2、ClO2、O3都可作为自来水的消毒剂
14．判断Cl的非金属性比S强，可依据的事实是
A．氯气能溶于水，硫难溶于水 B．常温下，氯单质呈气态，硫单质呈固态
C．HCl的酸性比H2SO3的强 D．氯气与氢硫酸能发生置换反应
15．下列装置或操作一定能达到实验目的的是
A．用该装置制取氯气 B．配制一定物质的量浓度的稀硫酸
C．验证非金属性： D．验证反应是否有生成
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
16．下表是元素周期表的一部分。请按要求回答下列问题：
族 周期 ⅠA 0
1 ④ ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 ⑤ ⑥
3 ① ③ ⑦
4 ② ⑧
(1)③对应的元素符号是 。⑥元素在周期表第 列。
(2)上述所列元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 (填化学式)。
(3)下列说法不正确的是___________
A．元素最高正价与最低负价绝对值相等的元素一定处于第ⅣA族
B．第5周期第VA族元素的原子序数为65
C．⑥形成的最简单氢化物比⑤形成的最简单氢化物的稳定性高
D．周期表中当某元素的周期序数大于其族序数时，该元素可能属于金属或非金属
(4)写出由上述所列元素形成的10电子分子的化学式 。
(5)属于卤素互化物，性质与相似。写出与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。
17．联合国大会将2019年定为“化学元素周期表国际年”，高度体现了元素周期表的重要性，图中表示了元素周期表短周期的一部分，①~⑦代表7种短周期元素。
① ②
③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
(1)写出七种元素中化学性质最不活泼的元素形成的单质的化学式 。
(2)元素②的最低价阴离子的离子结构示意图是 。
(3)②、⑤两种元素的最简单氢化物中稳定性较强的是 (填化学式)。
(4)⑤、⑥两种元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性较弱的是 (填化学式)。
(5)元素③最高价氧化物对应水化物与元素④的单质反应的离子方程式为： 。
18．某离子中，共有个核外电子，若氧原子为，原子质量数为，则RO3n-中原子核内含有的中子个数为 。
19．在1961年，本生和基尔霍夫发现了一种新的碱金属元素，根据已学知识回答下列问题。
(1)该元素单质的密度比水的密度大，则该元素可能是 (填元素符号)。
(2)该元素的单质与水反应比钾与水反应剧烈，但没有铯与水反应剧烈，由此可确定该元素是 ；确定依据是 。
(3)人类制备出该元素的单质比钠单质要晚得多，分析其中的原因： 。
20．SiO2的性质
(1)SiO2与氢氟酸发生反应的方程式： ；利用此性质，可以用氢氟酸在玻璃上刻画。所以不能用 瓶盛装氢氟酸。
(2)SiO2与烧碱溶液发生反应的方程式： ；所以盛装NaOH溶液的试剂瓶用 塞而不用 塞。
(3)SiO2与纯碱受热反应的方程式： ；
21．回答下列问题：
(1)请写出5种化学性质不同的微粒的化学式，这些微粒各有10个质子，分别是： ；
(2)请写出5种化学性质不同的微粒的化学式，这些微粒各有10个电子，分别是： 。
22．表中列出了部分短周期元素在元素周期表中的位置。
族 周期 ⅠA 0
1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 X E H
3 J M Z
请按要求回答下列问题：
(1)X、E中的非金属性较强的是 (填元素符号)。
(2)上述元素中，金属性最强的元素是 (填元素符号)；最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是 (填化学式)。
(3)M、J的最高价氧化物对应的水化物之间反应的离子方程式为 。
(4)H、J、M元素的离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。
23．如表为元素周期表中的一部分，表中列出了10种元素在周期表中的位置，按要求完成下列各小题。
主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA Ⅵ A Ⅶ A 0
2 ⑥ ⑦ ⑧
3 ① ③ ⑤ ⑨ ⑩
4 ② ④
I.（1）这10种元素中，化学性质最不活泼的元素是 （填元素符号，下同），非金属性最强的元素是 。
（2）①③⑤三种元素的最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的化合物的电子式是 。
（3）①②③三种元素的原子半径由大到小的顺序是 。
（4）某元素的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应生成盐和水又能和碱反应生成盐和水，向该元素和⑨号元素形成的化合物的溶液中，缓慢滴加氢氧化钠溶液至过量，产生的实验现象是 ，有关反应的离子方程式为 。
II.下列物质：①N2 ②CO2 ③NH3 ④Na2O ⑤Na2O2 ⑥NaOH ⑦CaBr2 ⑧H2O2 ⑨NH4Cl ⑩Ar
（1）既含有极性键又含有非极性键的是 ；(填序号，下同)
（2）含有非极性键的离子化合物是 ；
（3）不含化学键的是 ；
（4）用电子式表示Na2O的形成过程 。
24．结合元素周期表，完成下列问题。
(1)在元素周期表中全部是金属元素的区域为 （填序号）。
a.A b.B c.C d.D
(2)Ⅰ和Ⅱ元素形成的化合物的化学式为 。
(3)现有甲、乙两种短周期元素，室温下，甲元素的单质在冷的浓硫酸或空气中表面都会生成致密的氧化膜，乙元素原子核外第三层与第一层上的电子数相等。
①将甲、乙两元素的元素符号填写在上面元素周期表中对应的位置 。
②甲、乙两元素中，金属性较强的是 （填元素名称），可以验证该结论的实验是 （填序号）。
a.将在空气中放置已久的这两种元素的单质分别放入热水中
b.将这两种元素的单质粉末分别和相同浓度的盐酸反应
c.将这两种元素的单质粉末分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
d.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
25．由短周期元素组成的A、B、C、D、E、F六种粒子，其中只有C、D是分子，其余四种均为离子，且每个粒子中均含有10个电子。已知A、E是由非金属元素组成的阳离子，六种粒子间存在下列关系：
①A、B两种粒子在加热条件下生成C、D两种分子。
②通常情况下C为气态，且可使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
③1molB离子与1molE离子作用可生成2molD分子。
④向含F离子的溶液中加入C的溶液，可生成白色沉淀W，C的溶液过量时沉淀不消失，若加入含大量B离子或大量E离子的溶液，沉淀W溶解。
(1)粒子B的符号是 ，粒子E的名称是 ，粒子F对应的元素在周期表中的位置是 。
(2)写出下列反应的离子方程式。
F+过量C的溶液： 。
W+含大量B离子的溶液： 。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C B A A D C D B C
题号 11 12 13 14 15
答案 C B B D C
1．C
【详解】A．硅元素处于金属和非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体和绝缘体之间，因此硅单质具有良好的半导体性能，可用作芯片的材料，A不符合题意；
B．碳化硅具有优异的高温抗氧化性能，是一种耐高温半导体材料，可用作芯片的材料，B不符合题意；
C．二氧化硅可用于制造光导纤维，不属于半导体材料，不可用于芯片，C符合题意；
D．砷化镓具有良好的半导体性能，是一种化合物半导体材料，可用作芯片的材料，D不符合题意；
答案选C。
2．C
【分析】X、Y、Z、W为四种原子序数依次增大的短周期主族元素，W最外层电子数是内层电子数的3倍，W为O元素；X在短周期主族元素中原子半径最大，为Na元素；Y的最高正价与最低负价代数和为4，且原子序数大于钠，Y为S，那么Z为Cl。
【详解】A．同周期主族元素，从左往右原子半径以此减小，则原子半径：Na>S>Cl，A正确；
B．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，简单氢化物的稳定性：H2O>H2S，B正确；
C．硫单质常温为固态、氯气通常为气态，故单质的沸点：S＞Cl2，C错误；
D．S、Cl的单质能与Na的单质反应分别生成硫化钠、氯化钠，两者均为离子化合物，D正确；
故选C。
3．B
【详解】A．国产CPU“龙芯3A6000”的主要材料为高纯度的硅单质，光导纤维的材料主要成分为二氧化硅，二者成分不相同，A错误；
B．石油通过分馏、裂化和裂解能得到乙烯等小分子，可以生产某些高分子材料，煤通过干馏，可以得到重要的化工原料，天然气为重要的化工原料，可以生产某些有机高分子材料，B正确；
C．四氟乙烯含有氟原子，属于卤代烃，不属于烃类，C错误；
D．碳纤维是碳单质，新型无机非金属材料，不属于有机高分子，D错误；
故选B。
4．A
【详解】A．转移溶液时需要用玻璃棒引流，且玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线之下，故A正确；
B．盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳气体中混有氯化氢，氯化氢通入硅酸钠溶液中也有白色沉淀生成，所以无法验证碳酸的酸性强于硅酸，故B错误；
C．二氧化碳能与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，所以不能用饱和碳酸钠溶液除去二氧化碳中混有的少量氯化氢，应用饱和碳酸氢钠溶液，故C错误；
D．NO易与空气中的氧气反应，不能采用排空气法收集NO，故D错误；
故选A。
5．A
【分析】W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒， X为O，Y为Mg，W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答；
【详解】A．X为O，氧的常见价态有-1价和-2价，如H2O2和H2O，A正确；
B．W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，B错误；
C．Y为Mg，高价氧化物对应水化物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只与酸反应，不能与碱反应，故Mg(OH)2没有两性，C错误；
D．W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D错误；
故选A。
6．D
【详解】A．拉瓦锡于1772年提出了燃烧的氧化学说，提出了第一个元素分类表，故A正确；
B．门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了元素周期律，编制了第一张元素周期表，故B正确；
C．卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型，故C正确；
D．莫斯莱发现并证明原子序数等于核电荷数，故D错误；
故选：D。
7．C
【详解】A．在元素周期表中，元素名称左上角的数字表示原子序数，原子序数=质子数，故钠原子 的质子数为11，不是中子数，故A错误；
B．在元素周期表中，元素名称下方的数字表示相对原子质量，故氟元素的相对原子质量为19.00，相对原子质量单位是“1”，不是“g”，故B错误；
C．钠原子的最外层电子数为1，在化学反应中，容易失去最外层1个电子，从而带上1个单位的正电荷，氟原子的最外层电子数为7，在化学反应中，容易得到1个电子，从而带上1个单位的负电荷，所以氟化钠的化学式为NaF，故C正确；
D．钠原子核外有3个电子层，钠元素位于第三周期，氟原子核外有2个电子层，氟元素位于第二周期，故D错误；
故答案选C。
8．D
【详解】A．Ts的最外层电子数是7，又因为主族序数=最外层电子数，且118号元素为第七周期的最后一个元素，则Ts是第七周期第VIIA族元素，故A正确；
B．同主族元素，从上往下非金属逐渐减弱，则Ts在同族元素中非金属性最弱，故B正确；
C．同位素原子有相同的质子数，而原子的电子数=质子数，则Ts的同位素原子具有相同的电子数，故C正确；
D．质量数=质子数+中子数，中子数为176的Ts质量数为176+117=293，其核素符号是，故D错误；
故选D。
9．B
【分析】短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21，设X最外层电子数为a，则Y、W、Z最外层电子数分别为a 3、a 1、a+1，则4a 3=21，则a=6，即W、X、Y和Z分别为N、O、Al、Cl。
【详解】A．水、氨气存在分子间氢键，水分子间氢键比氨气分子间氢键数目多，则简单气态氢化物沸点：H2O＞NH3，故A正确；
B．氧化物对应水化物的酸性不一定是Cl＞N，必须是最高价氧化物对应水化物的酸性才满足，故B错误；
C．Y的氧化物氧化铝具有两性，故C正确；
D．根据同电子层结构核多径小，则简单离子的半径：Al3+＜O2－，故D正确。
综上所述，答案为B。
10．C
【详解】A．比较的金属性，应该将少量加入溶液中，观察现象，A错误；
B．将通入溶液中，F2先与水反应生成O2，不能比较的非金属性，B错误；
C．向溶液、溶液中滴入足量溶液，氯化镁产生白色沉淀，氯化铝先产生白色沉淀，后沉淀消失，可以比较的金属性，C正确；
D．将大理石与浓盐酸反应制取的气体直接通入溶液中，有白色沉淀生成，但是CO2气体中有挥发的HCl，会干扰CO2与溶液的反应，不能比较的非金属性，D错误；
故选C。
11．C
【详解】A．食品中添加适量二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用，如葡萄酒中含少量二氧化硫，A正确；
B．稀硝酸具有强氧化性，能与银反应生成硝酸银、一氧化氮和水，所以常温下可用稀硝酸清洗附着在试管内壁的银镜，B正确；
C．光纤制品的基本原料是二氧化硅，C错误；
D．光束通过胶体时，光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应，豆浆是胶体，能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射，D正确；
答案选C。
12．B
【分析】由结构简式可知，X、Y、Z、W形成的共价键数目分别为3、2、1、6，X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素，则X为N元素、Y为O元素、Z为F元素、W为S元素。
【详解】A．离子的电子层数越大，离子半径越大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径大小顺序为S2—>N3—>O2—>F—，故A正确；
B．水分子能形成分子间氢键，硫化氢不能形成分子间氢键，所以水分子的分子间作用力大于硫化氢，沸点高于硫化氢，故B错误；
C．常温下铁、铝在浓硝酸中发生钝化，致密钝化膜阻碍反应的继续进行，所以常温下可以用铁罐或铝罐运输X的最高价氧化物对应水化物的浓溶液常温下可以用铁罐或铝罐运输浓硝酸，故C正确；
D．一定条件下钠与氧气反应可能生成氧化钠或过氧化钠，氧化钠和过氧化钠中阴阳离子个数比都为1：2，故D正确；
故选B。
13．B
【详解】A．电解饱和食盐水生成氢氧化钠和氢气、氯气，A正确；
B．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液生成四羟基合铝酸钠溶液，B错误；
C．过氧化钠与水、二氧化碳反应均能产生氧气，可用于潜水艇中的供氧剂，C正确；
D．Cl2、ClO2、O3都具有强氧化性，可以杀菌消毒，可用作自来水消毒剂，D正确；
故选B。
14．D
【详解】A．溶解性是物理性质，非金属性是化学性质，二者没有必然的联系，故氯气能溶于水，硫难溶于水，不能说明Cl的非金属性强于S，A不符合题意；
B．物质的状态是物理性质，非金属性是化学性质，二者没有必然的联系，故常温下，氯气呈气态，硫呈固态，不能说明Cl的非金属性强于S，B不符合题意；
C．比较元素的非金属性需要用最高价氧化物对应的水化物进行比较，HCl的酸性比H2SO3的强不能说明Cl的非金属性强于S，C不符合题意；
D．氯气与氢硫酸能发生置换反应，置换出S单质，则说明氯气的氧化性大于S，即其非金属性强于硫，D符合题意；
故选D。
15．C
【详解】A．二氧化锰和浓盐酸制取氯气需要加热，故A错误；
B．配制一定物质的量浓度的稀硫酸，不能直接把浓硫酸倒入容量瓶，浓硫酸应该在烧杯中稀释并冷却后再移入容量瓶，故B错误；
C．硝酸和碳酸钙反应放出二氧化碳，证明非金属性N>C，用碳酸氢钠除去二氧化碳中的硝酸蒸汽，把二氧化碳通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀，证明非金属性C>Si，故C正确；
D．木炭和浓硝酸反应生成二氧化碳和二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，碳酸钙溶于硝酸，所以石灰水不变浑浊，D装置不能验证反应是否有生成，故D错误；
选C。
16．(1) Al 15
(2)
(3)ABD
(4)
(5)
【分析】从位置看，①为Na、②为K、③为Al、④为H、⑤为C、⑥为N、⑦为Cl、⑧为Br、据此回答。
【详解】（1）③对应的元素符号是Al。⑥为N元素、位于ⅤA、在周期表第15列。
（2）同主族从上到下元素非金属性递减，同周期从左到右元素非金属性递增，非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，上述所列元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的是。
（3）下列说法：
A．H元素、ⅣA族元素最高正价与最低负价绝对值相等，A错误、选；
B． 第5周期第VA族元素的原子序数为7+8+18+18=51，B错误、选；
C．⑤为C、⑥为N，非金属性C＜N，非金属性越强，简单氢化物越稳定，则⑥形成的最简单氢化物比⑤形成的最简单氢化物的稳定性高，C正确、不选；
D． 周期表中当某元素的周期序数大于其族序数时，该元素属于金属元素，D错误、选；
ABD。
（4）由上述所列元素形成的10电子分子的化学式。
（5）属于卤素互化物，性质与相似。但Br呈+1价、Cl呈-1价，与氢氧化钠溶液反应为非氧化还原反应，则化学方程式为。
17．(1)Ar
(2)
(3)H2O
(4)H2SO4
(5)2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
【分析】①~⑦代表7种短周期元素，根据元素在周期表中的位置，可知①~⑦依次是C、O、Na、Al、S、Cl、Ar。
（1）
七种元素中，Ar最外层有8个电子，Ar化学性质最不活泼。
（2）
元素②是O元素，的核外有10个电子，离子结构示意图是。
（3）
同主族元素从上到下非金属性减弱，非金属性越强气态氢化物越稳定，O、S两种元素的最简单氢化物中稳定性较强的是H2O。
（4）
同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性S
Na元素的最高价氧化物对应水化物是氢氧化钠，氢氧化钠和Al反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑。
18．
【详解】R原子的质量数为A，RO3n-中有b个核外电子，R原子的中子数为质量数-质子数=A-(b—n-24)= ，则中含有的中子数= +3×（18-8）=；
答案为：。
【点睛】本题考查中子数、质量数、质子数之间的关系以及离子核外电子数、质子数、电荷数之间的关系，意在考查考生的识记能力和辨别能力。
19． Rb、Cs、Fr Rb 碱金属元素的单质按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序，活动性逐渐增强 Rb+的氧化性比Na+的弱，不易被还原
【详解】(1)在碱金属元素形成的单质中，Li、Na、K的密度都小于水的密度，Rb、Cs、Fr的密度都大于水的密度，故该元素可能是Rb、Cs、Fr。
(2)碱金属元素的单质按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序，活动性逐渐增强，因此可以根据单质与水反应的剧烈程度，得出该元素为Rb。
(3)Rb和Na在自然界中全部以化合态存在，因此要制备它们的单质，需要把Rb+和Na+从其化合物中还原。由于金属单质还原性越强，其阳离子氧化性就越弱，越不易被还原，因此单质Rb比单质Na制备出来的晚。
20．(1) 玻璃
(2) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 橡胶 玻璃
(3)
【详解】（1）SiO2与氢氟酸发生反应的方程式：；利用此性质，可以用氢氟酸在玻璃上刻画。所以不能用玻璃瓶盛装氢氟酸；
（2）SiO2与烧碱溶液发生反应的方程式：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；所以盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞；
（3）SiO2与纯碱受热反应的方程式：。
21．(1)Ne、HF、H2O、NH3、CH4
(2)Ne、HF、H2O、NH3、CH4
【详解】（1）因碳的质子数为6，氮的质子数为7，氧的质子数为8，氟的质子数为9，氖的质子数为10，分子的质子数等于原子的质子数之和，则具有10个质子的分子的化学式为Ne、HF、H2O、NH3、CH4，故答案为：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；
（2）因碳的质子数为6，氮的质子数为7，氧的质子数为8，氟的质子数为9，氖的质子数为10，由原子中的质子数等于电子数，分子的质子数等于原子的质子数之和，则具有10个电子的分子的化学式为Ne、HF、H2O、NH3、CH4，故答案为：Ne、HF、H2O、NH3、CH4。
22． N Na
【分析】由图表可知X为第二周期第ⅣA族的C元素；E为第二周期第ⅤA族的N元素；H为第二周期第ⅦA族的F元素；J为第三周期第ⅠA族的Na元素；M为第三周期第ⅢA族的Al元素；Z为第三周期第ⅦA族的Cl元素，根据元素周期律相关知识分析可得：
【详解】(1)由分析可知：X、E分别为第二周期的C、N，根据元素周期律：同周期元素从左至右非金属的非金属性逐渐增强，则E(N)的非金属性强于X(C)的非金属性，故答案为：N；
(2)由分析可知金属性最强的为第三周期第ⅠA族的Na元素；Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性最强，则的酸性最强，故答案为：Na；；
(3) M、J的最高价氧化物对应的水化物分别为：NaOH和，则NaOH与反应的离子方程式为：，故答案为：；
(4) H、J、M元素的离子分别为：、、，该三种离子均为10结构，由相同电子层结构的阴离子的离子半径大于阳离子的离子半径，相同电子层的阳离子的离子半径为 “序小径大”，则，故答案为：。
23． Ne F K>Na>Mg 先产生白色沉淀后沉淀逐渐溶解 Al3++3OH-=Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O ⑧ ⑤ ⑩
【分析】I.由元素在周期表中的位置可以知道：①为Na、②为K、③为Mg、④为Ca、⑤为Al、⑥为C、⑦为O、⑧为F、⑨为Cl、⑩为Ne； 据以上各元素的性质及其形成的化合物性质进行分析；
II. 非金属元素之间可形成共价键，同种原子间形成非极性键，不同种原子间形成极性键；活泼金属与活泼非金属元素原子间易形成离子键；离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键；稀有气体分子间不存在化学键。
【详解】I.由元素在周期表中的位置可以知道：①为Na、②为K、③为Mg、④为Ca、⑤为Al、⑥为C、⑦为O、⑧为F、⑨为Cl、⑩为Ne；
(1)稀有气体Ne的性质最稳定，F的非金属性最强；
(2)金属性越强，对应碱的碱性越强，则①③⑤三种元素的最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的化合物的化学式是NaOH，其属于离子化合物，电子式为：；
（3）电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则①②③三种元素的原子半径由大到小的顺序是K>Na>Mg；
（4）某元素的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应生成盐和水又能和碱反应生成盐和水，符合条件的物质为氢氧化铝；该元素为铝元素，铝元素和氯元素形成的化合物为AlCl3，向氯化铝溶液中缓慢滴加氢氧化钠溶液至过量，先产生白色沉淀后沉淀逐渐溶解，有关反应的离子方程式为：Al3++3OH-=Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；
II. ①N2分子中只含有氮氮非极性共价键；②CO2分子中只含有碳氧极性共价键，属于共价化合物；③NH3分子中只含有氮氢极性共价键，属于共价化合物；④Na2O属于离子化合物，含有钠离子和氧离子，只含有离子键；⑤Na2O2属于离子化合物，钠离子和过氧根离子之间存在离子键，氧氧原子之间为非极性键；⑥NaOH属于离子化合物，钠离子和氢氧根离子之间存在离子键，氢氧原子之间为极性键；⑦CaBr2属于离子化合物，钠离子和溴离子之间存在离子键；⑧H2O2属于共价化合物，氢氧原子间为极性键，氧氧原子之间存在非极性键；⑨NH4Cl中含有氮氢极性共价键和铵根离子与氯离子之间的离子键；⑩Ar属于单原子分子，不存在化学键；结合以上分析可知：
（1）既含有极性键又含有非极性键的是⑧；
（2）含有非极性键的离子化合物是⑤；
（3）不含化学键的是⑩；
（4）Na2O属于离子化合物，用电子式表示Na2O的形成过程如下：。
【点睛】一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，非金属元素之间易形成共价键,只含共价键的化合物为共价化合物，共价化合物中一定不含离子键,含有离子的化合物为离子化合物，离子化合物中可能含有共价键。
24． b Na2O、Na2O2 镁 bc
【分析】根据元素周期表的结构，同一周期的元素，由前到后，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐减弱；同一主族的元素，从大到小，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，结合元素及化合物的性质分析解答。
【详解】(1)A区元素为S区元素，有金属元素如Na等，也有非金属元素，如H；B区元素为过渡元素，全部为金属元素；C区为金属元素、非金属元素共同存在的区域，金属元素如Al等，非金属元素如F、Cl、N等元素，D区元素为0族元素(或稀有气体元素)，全部为非金属元素，所以在元素周期表中全部是金属元素的区域为B区，合理选项是b。
(2)Ⅰ表示的元素是Na，Ⅱ表示的元素是O，二者形成的化合物有Na2O、Na2O2；
(3)现有甲、乙两种短周期元素，室温下，甲元素的单质在冷的浓硫酸或空气中表面都会生成致密的氧化膜，则甲是Al元素；乙元素原子核外第三层与第一层上的电子数相等，则乙核外电子排布为2、8、2，所以乙为元素；
①Mg核外电子排布为2、8、2，在元素周期表的位置位于第三周期、第IIA；Al核外电子排布为2、8、3，因此Al在周期表的位置位于第三周期第IIIA族，填写在元素周期表为： ；
②Mg、Al是同一周期的元素，根据元素周期律，同一周期的元素，随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐减弱，故Mg的金属性比Al强，故甲、乙两元素中，金属性较强的是镁元素；
a.Mg、Al在空气中放置，金属表面会被氧化产生致密的氧化物MgO、Al2O3薄膜，MgO、Al2O3不能溶于水，也不能发生反应，因此不能与热水发生反应，所以不能比较两种金属活动性的强弱，a错误；
b.将这两种元素的单质粉末分别和相同浓度的盐酸反应，金属活动性越强，其单质活动性越强，因此可以证明金属活动性Mg>Al，b正确；
c.Mg粉与热水反应产生Mg(OH)2和H2，Mg(OH)2使酚酞溶液变为浅红色，而Al与热水不能反应，所以可以证明金属活动性强弱关系Mg>Al，c正确；
d.这两种元素都是金属，不能形成气态氢化物，因此不能通过比较这两种元素的气态氢化物的稳定性判断元素金属性的强弱，d错误；
故合理选项是bc。
【点睛】本题考查了元素周期表和元素周期律的知识。掌握元素周期表的结构，根据元素的性质与元素在周期表的位置与原子结构的关系分析、判断。
25． OH- 水合氢离子 第三周期第ⅢA族 Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O
【解析】常见的10个电子微粒有、、、、、等，由②能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，可知C为，根据A、E是非金属元素组成的阳离子，可知A、E分别是和中的一种。由①和③可确定A为，B为，D为，E为，白色沉淀W不溶于氨水，却既溶于强酸又溶于强碱，W是，F只能是，据此作答。
【详解】由分析可知A为，B为，C为，D为，E为，F为，W是，所以
(1) 粒子B的符号是，粒子E的名称是水和氢离子，铝在周期表中的位置是第三周期第ⅢA族；
(2)铝离子与氨水的反应为：Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH，氢氧化铝溶于强碱性溶液的反应为：Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O。
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