练习
一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析） 1．下表是元素周期表的一部分，回答相关的问题。
（1）写出④的元素符号__。
（2）在这些元素中，最活泼的金属元素与水反应的离子方程式：__。
（3）在这些元素中，最高价氧化物的水化物酸性最强的是__(填相应化学式，下同)，碱性最强的是__。
（4）这些元素中(除⑨外)，原子半径最小的是__(填元素符号，下同)，原子半径最大的是__。
（5）②的单质与③的最高价氧化物的水化物的溶液反应，其产物之一是OX2，(O、X分别表示氧和②的元素符号，即OX2代表该化学式)，该反应的离子方程式为(方程式中用具体元素符号表示)__。
（6）⑦的低价氧化物通入足量Ba(NO3)2溶液中的离子方程式__。
【答案】Mg 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ HClO4 NaOH F Na 2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O 3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+ 【解析】 【分析】
根据元素在元素周期表正的位置可以得出，①为N元素，②为F元素，③为Na元素，④为Mg元素，⑤为Al元素，⑥Si元素，⑦为S元素，⑧为Cl元素，⑨为Ar元素，据此分析。 【详解】
（1）④为Mg元素，则④的元素符号为Mg；
（2）这些元素中最活泼的金属元素为Na，Na与水发生的反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑；
（3）这些元素中非金属性最强的是Cl元素，则最高价氧化物对应的水化物为HClO4，这些元素中金属性最强的元素是Na元素，则最高价氧化物对应的水化物为NaOH；
（4）根据元素半径大小比较规律，同一周期原子半径随原子序数的增大而减小，同一主族原子半径随原子序数的增大而增大，可以做得出，原子半径最小的是F元素，原子半径最大的是Na元素；
（5）F2与NaOH反应生成OF2，离子方程式为2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O；
（6）⑦为S元素，⑦的低价氧化物为SO2，SO2在Ba(NO3)2溶液中发生氧化还原反应，SO2变成SO42-，NO3-变成NO，方程式为3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+。
2．如图是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。根据表中所列元素回答下列问题：
(1)元素d在元素周期表中的位置是________，元素h与f的原子序数相差_____。 (2)元素b、c、f形成的简单离子中半径最小的是______(填离子符号)，原子半径最小的是______(填元素符号)。
(3)表中第三周期所列元素的非金属性最强的是______（填元素符号），e、f、g三种元素的简单氢化物中最不稳定的是______（填化学式）。
(4)元素g与元素b的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为______。
(5)铅(Pb)、锡(Sn)、锗(Ge)与碳(C)、硅(Si)属于同主族元素，常温下，在空气中，单质锡、锗均不反应而单质铅表面生成一层氧化铅；单质锗与盐酸不反应，而单质锡与盐酸反应。由此可得出以下结论： ①锗的原子序数为______；
②铅(Pb)、锡(Sn)、锗(Ge)的+4价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为___________（用化学式表示）。
(6)最近，德国科学家实现了铷原子气体的超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷(Rb)是37号元素，相对原子质量是85.5，与钠同主族。回答下列问题：
①铷在元素周期表中的位置为__________________。
②同主族元素的同类化合物的性质相似，请写出AlCl3与RbOH过量反应的离子方程式：_____________________。
③现有铷和另一种碱金属形成的混合金属50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，另一种碱金属可能是__________。（填序号） A．Li B．Na C．K D．Cs
【答案】第三周期第ⅢA族 18 Mg2+ S Cl PH3 NaOH+HClO4=NaClO4+H2O 32 Pb(OH)4>Sn(OH)4>Ge(OH)4 第五周期第ⅠA族 Al3++4OH-=AlO2-+2H2O (或写为Al3++4OH-=[Al(OH)4]-) AB 【解析】 【分析】
由元素在周期表的位置可知，a是N元素，b为Na元素，C为Mg元素，d为Al元素，e为P元素，f为S元素，g为Cl元素，h为Se元素，然后根据元素周期律分析解答。 【详解】
根据元素在周期表的位置可知确定各种元素分别是：a是N元素，b为Na元素，C为Mg元素，d为Al元素，e为P元素，f为S元素，g为Cl元素，h为Se元素。
(1)元素d为Al，原子核外电子排布是2、8、3，所以在元素周期表中的位置是第三周期IIIA族，f是16号元素S，h是34号元素Se，h与f原子序数相差34-16=18；
(2)b、c、f形成的简单离子分别是Na+、Mg2+、S2-，Na+、Mg2+核外电子排布为2、8，具有两个电子层，S2-核外电子排布是2、8、8，具有三个电子层，离子核外电子层数越多，离子半径越大，对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小，所以，三种离子中离子半径最小的是Mg2+；Na、Mg、S都是同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小，所以三种元素的原子半径最小的是S；
(3)同一周期的元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，表中第三周期元素的非金属性最强是Cl；元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强，e、f、g三种元素分别表示P、S、Cl，元素的非金属性：P (5)①锗位于Si元素下一周期，二者原子序数相差18，所以Ge的原子序数为14+18=32； ②由于同一主族的元素从上到下元素的金属性逐渐增强，所以根据铅(Pb)、锡(Sn)、锗(Ge)在元素周期表的位置可知，元素的金属性Pb>Sn>Ge，元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，故铅(Pb)、锡(Sn)、锗(Ge)的+4价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为Pb(OH)4>Sn(OH)4>Ge(OH)4； (6)①铷(Rb)是37号元素，原子核外有5个电子层，最外层有1个电子，所以37号元素在元素周期表中的位置为第五周期第ⅠA族； ②铷(Rb)与钠同主族，由于Rb的金属性比Na强，所以RbOH是一元强碱，AlCl3与过量的RbOH反应产生的离子方程式为Al3++4OH-= AlO2-+2H2O (或写为Al3++4OH-=[Al(OH)4]-)； ③22.4 L标准状况下的H2的物质的量n(H2)=22.4 L÷22.4 L/mol=1 mol，铷和水反应的化学方程式为2Rb+2H2O=2RbOH+H2↑，可知2 molRb反应产生1 mol H2，由碱金属与水反应的化学方程式为2M+2H2O=2MOH+H2↑可知混合金属的平均摩尔质量M= 50?g=25 g/mol，Rb2?mol的摩尔质量为85.5 g/mol，则另一种碱金属的摩尔质量一定小于25 g/mol，所以另一种碱金属可能是Li或Na，故合理选项是AB。 【点睛】 本题考查元素周期表和元素周期律的应用的知识。掌握元素的位置、原子结构与物质性质的关系解答本题的关键，注意规律性知识的应用，侧重考查学生的分析与应用能力。 3．下表为元素周期表的粗表，①～⑧分别表示元素周期表中对应位置的元素 ① ⑧ ③ ④ ⑤ ② ⑥ ⑦ (1)用电子式表示①与②形成化合物A 的过程：________ (2)已知⑥原子的最外层有2个电子，请画出⑥原子的结构示意图：______________ (3)含有④元素的某种18 电子的离子与H+及OH－均可发生反应，请写出该离子的电子式______ (4)元素③④⑤的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是_________(用化学式表示)，其沸点由高到低的顺序是_______ (用化学式表示) (5)已知⑦的稳定化合态为+2 价，且⑦与③可按3:4 形成某化合物,该化合物具有较强氧化性， 可以与浓盐酸反应并释放出一种黄绿色的气体， 请写出该化学方程式：_________________ (6)①与③，①与④能形成18个电子的化合物，此两种化合物在溶液中发生反应的化学方程式为_________。 (7)⑧的一种氧化物为无色气体，在空气中能迅速变成红棕色。在一定条件下，2L的该无色气体与0.5 L 的氧气混合，该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，则所生成的一种含氧酸盐的化学式是_________。 (8)两种均含①与②③④四种元素的化合物相互反应放出气体的离子方程式为_________。 【答案】 HF>H2O>H2S H2O>HF>H2S Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O H2S+H2O2=S+H2O NaNO2 HSO3-+H+= H2O+SO2↑ 【解析】 【分析】 根据题干图表分析可知，①元素位于元素周期表的第一周期第ⅠA族，为H元素，②元素位于元素周期表的第三周期第ⅠA族，为Na元素，③元素位于元素周期表的第二周期第ⅥA族，为O元素，④元素位于元素周期表的第三周期第ⅥA族，为S元素，⑤元素位于元素周期表的第二周期第ⅦA族，为F元素，⑥元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，为26号元素Fe，⑦元素位于元素周期表的第六周期第ⅣA族，为Pb元素，⑧元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族，为N元素，据此分析解答问题。 【详解】 (1)由上述分析可知，①为H元素，②为Na元素，两者形成的化合物A为离子化合物NaH，用电子式表示其形成过程为 ； (2)⑥为Fe元素，核外共有26个电子，原子的最外层有2个电子，则其原子结构示意图为 ，故答案为： ； ，故答案为： (3)含有S元素的某种18电子的离子与H+及OH－均可发生反应，该离子为HS-，电子式为 ，故答案为： ； (4)非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，由于非金属性：F>O>S，则气态氢化物的稳定性：HF>H2O>H2S，因为H2O和HF分子中含有氢键，故沸点均大于H2S，且一个H2O分子中可形成两个氢键，故沸点：H2O>HF，则H2O>HF>H2S，故答案为：HF>H2O>H2S；H2O>HF>H2S； (5)由题干已知，Pb的稳定化合态为+2价，且Pb与O可按3:4形成某化合物Pb3O4，该化合物具有较强氧化性，可以与浓盐酸反应并释放出一种黄绿色的气体Cl2，根据氧化还原反应规律可得出其化学反应方程式为：Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O，故答案为：Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O； (6)H与O形成的18电子的化合物为H2O2，H与S形成的18电子的化合物为H2S，H2S在溶液中可被H2O2氧化生成S单质，反应方程式为H2S+H2O2=S+H2O，故答案为：H2S+H2O2=S+H2O； (7)⑧为N元素，N的某种氧化物是一种无色气体，该气体在空气中迅速变成红棕色，则该气体为NO，2L的NO与0.5LO2相混合，该混合气体被足量NaOH溶液全吸收后没有气体残留，生成C的含氧酸盐只有一种，设含氧酸盐中N的化合价为x，根据得失电子守恒，2L×[x-(+2)]=0.5L×4，解得x=+3，所得含氧酸盐的化学式为NaNO2，故答案为：NaNO2； (8)两种均含H、Na、O、S四种元素的化合物可相互反应放出气体，可以是硫酸氢钠与亚硫酸氢钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，离子反应方程式为HSO3-+H+= H2O+SO2↑，故答案为：HSO3-+H+= H2O+SO2↑。 【点睛】 解答本题的关键在于熟悉元素周期表的结构以及元素在元素周期表中位置，从而推出相应的元素，同时要能够对物质结构的基础知识进行迁移运用，综合度较高，解答时要注意元素及其化合物的性质的综合运用。 4．下表是元素周期表的一部分，除标出的元素外，表中的每个编号代表一种元素。请根据要求回答问题： （1）②的元素符号是______。 （2）⑤和⑥两种元素的非金属性强弱关系是：⑤______⑥。 （3）①和③两种元素组成的化合物中含有的化学键为________（填“离子键”或“共价键”）。 （4）④和⑥两种元素组成的化合物与AgNO3溶液反应的离子方程式为__________。 ＋－ 【答案】C ＜ 共价键 Ag＋Cl＝AgCl↓ 【解析】 【分析】 根据元素在周期表中的位置分析元素的种类；根据元素周期律及元素性质分析解答。 【详解】 根据元素周期表的结构及元素在周期表中的位置分析知，①为氢，②为碳，③为氧，④为钠，⑤为硫，⑥为氯； （1）碳的元素符号是C，故答案为：C； （2）⑤和⑥处于相同周期，同周期元素随核电荷数增大，非金属性增强，则两种元素的非金属性强弱关系是：⑤＜⑥，故答案为：＜； （3）H和O两种元素组成的化合物中有H2O和H2O2，都属于共价化合物，含有的化学键为共价键，故答案为：共价键； （4）Na和Cl两种元素组成的化合物为NaCl，与AgNO3溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸 ＋－＋－ 钠，离子方程式为：Ag＋Cl＝AgCl↓，故答案为：Ag＋Cl＝AgCl↓。 5．A、B、C、D、E、F、X、Y、Z 九种主族元素的原子序数依次增大，且均不大于 20。B元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成一种正盐；盐EYC与AY的浓溶液反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到含EYC的溶液；X元素的 3倍，D、Y、Z元素的最外层电子数之和为15；E、F、4X三种元素对应的最高价氧化物的水化物间两两皆能反应生成盐。 请回答下列问题： (1)B元素的原子结构示意图是____，X元素在周期表中的位置是第__周期第__族。 (2)这九种元素中，金属性最强的是____，非金属性最强的是____。 (3)EYC中化学键类型：_____________，其电子式为___________。 最外层电子数是其次外层电子数的 (4)A与B、C、D形成的化合物中，共价键的极性由强到弱的顺序是________（用化学式表示），这些化合物的稳定性由强到弱的顺序为__________（用化学式表示）。 (5)D、E、F简单离子半径由大到小的顺序为_________（填离子符号），F和镁条用导线连接插入NaOH溶液中，镁条作______（填“正极”或“负极”）。 【答案】 三 VIA K或钾 F或氟 离子键、共价键（或极性键） HF＞H2O＞NH3 HF＞H2O＞NH3 F-＞Na+＞Al3+ 正极 【解析】 【分析】 B元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成一种正盐，则B为氮元素；盐EYC与AY的浓溶液反应，有黄绿色气体产生，该气体为氯气，氯气同冷烧碱溶液作用，可得到含次氯酸钠溶液，则E为钠元素，Y为氯元素，C为氧元素，A氢元素，因此D是F；X元素的最外层电子数是其次外层电子数的 3倍，则X为硫元素；D、Y、Z元素的最外4层电子数之和为15，则Z为钾元素；E、F、X三种元素对应的最高价氧化物的水化物间两两皆能反应生成盐，则F为铝元素。 【详解】 （1）B为氮元素，原子结构示意图是第VIA族，故答案为：三； VIA； （2）由分析和元素周期律可知，这九种元素中，金属性最强的是钾元素，非金属性最强的是氟元素，故答案为：K或钾；F或氟； （3）次氯酸钠为离子化合物，次氯酸根中有极性共价键，所以次氯酸钠中的化学键为离子键和共价键（或极性键），次氯酸钠的电子式为键（或极性键）； ； ，故答案为：离子键、共价 ；X为硫元素，在周期表中的位置是第三周期 （4）根据非金属性F＞O＞N，可知氨气、水、氟化氢中，共价键的极性由强到弱的顺序是HF＞H2O＞NH3，键能大小关系为HF＞H2O＞NH3，则稳定性由强到弱的顺序为HF＞H2O＞NH3，故答案为：HF＞H2O＞NH3；HF＞H2O＞NH3； （5）氟离子、钠离子、铝离子的核外电子层数相同，则原子序数小的半径大，即离子半径由大到小的顺序为F＞Na＞Al3，铝和镁条用导线连接插入NaOH溶液中，因为镁与氢氧化钠不发生反应，而铝与氢氧化钠能发生氧化还原反应，则镁条作正极，故答案为：F-＞Na+＞Al3+；正极。 【点睛】 在原电池判断负极时，要注意一般活泼性不同的两个金属电极，活泼的金属电极作负极，但要考虑负极要发生氧化反应，所以在镁、铝、氢氧化钠形成的原电池中，铝作负极，镁作正极。 -+ + 6．下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。 （1）表中的实线表示系周期表的部分边界，请用实线补全元素周期表的上边界____ （2）常温下，其单质呈液态的元素是____（填字母代号），它与e形成的化合物电子式为：___________（用元素符号表示） （3）b元素形成的单质所属晶体类型可能是________（填序号） ①分子晶体 ②原子晶体 ③金属晶体 ④离子晶体 ⑤过渡型晶体 （4）元素c、d、g的氢化物的沸点由高到低的顺序为________（用化学式表示） H2O的电离方程NH3·H2O（5）NH3· NH+4+OH-，试判断NH3溶于水后，形成的 NH3·H2O的合理结构__________（填字母代号） 【答案】 m ①②⑤ H2O＞HF＞HCl b 【解析】 【分析】 (1)第一周期中含有2种元素，处于第1列、18列；第2、3周期中元素处于1，2列，13～18列，据此画出元素周期表的上边界； (2)常温下，呈液态的单质为溴与金属汞，由图可知位置可知，为溴单质，处于第四周期17列；e为Na元素，溴与钠形成的化合物为NaBr，由钠离子与氯离子构成； (3)b为碳元素，形成的单质可能为原子晶体，如金刚石，可能为分子晶体，若富勒烯，可能为过渡型晶体，如石墨； (4)c为氧元素、d为氟元素、g为氯元素，结合常温下氢化物状态与氢键判断氢化物的沸点； (5)氨水的电离生成NH4+、OH-，说明NH3•H2O 中O-H键发生断裂，来确定氨水的结构和成 键情况。 【详解】 (1)第一周期中含有2种元素，处于第1列、18列；第2、3周期中元素处于1，2列，13～18列，故元素周期表的上边界为： ； (2)常温下，呈液态的单质为溴与金属汞，由图可知位置可知，为溴单质，处于第四周期17列，为表中m元素；e为Na元素，溴与钠形成的化合物为NaBr，由钠离子与氯离子构成，溴化钠电子式为 ； (3)b为碳元素，形成的单质可能为原子晶体，如金刚石，可能为分子晶体，若富勒烯，可能为过渡型晶体，如石墨； (4)c为氧元素、d为氟元素、g为氯元素，常温下水为液体，HF、HCl为气体，故水的沸点较高，HF中分子之间存在氢键，沸点比HCl高，故沸点H2O＞HF＞HCl； (5)NH3溶于水后，形成的NH3•H2O中，根据NH3•H2O的电离方程式为NH3•H2O⇌NH4++OH-，可知结构中含有铵根和氢氧根的基本结构，故NH3•H2O结构为b，故答案为b。 7．某元素原子的电子排布式为Ar3d4s4p，根据原子核外电子排布与元素在元素周 1021期表中的位置关系，完成下列各题： (1)该元素处于元素周期表的第______周期，该周期的元素种数是______； (2)该元素处于元素周期表的第______族，该族的非金属元素种数是______。 (3)试推测该元素处于元素周期表的______区，该区包含族的种类是______。 【答案】四 18 ⅢA 1 p ⅢA~ⅦA族、0族 【解析】 【分析】 (1)电子层数=周期数，由核外电子排布可知，该元素处于第四周期，含有18种元素； (2)根据外围电子排布可知，为主族元素，主族族序数=最外层电子数，非金属性元素的最外层电子数大于电子层数，据此判断； (3)根据价层电子排布为4s24p1，可以确定该元素在p区，ⅡA～ⅦA族、零族。 【详解】 (1)根据元素原子有4个电子层容纳电子，则该元素处于第四周期，该周期元素原子的电子排布式为[Ar]3d1-104s1-24p1-6，故共有18种元素； (2)由外围电子排布为4s24p1，可知该元素处于p区，为主族元素，最外层电子数为3，处于ⅢA族，本族元素只有一种非金属元素--硼； (3)由外围电子排布为4s24p1，可知该元素处于p区，由该区元素的价层电子的电子排布为ns24p1-6，可以确定所包含元素族的种数为ⅢA～ⅦA族、零族。 【点睛】 对于主族元素，最外层电子数等于族数，周期数等于电子层数。 8．A、B、C为电子层数小于或等于3的元素，A元素原子M层电子数为K层电子数的 1，B元素原子M层电子数为次外层与最内层电子数之差，C元素原子L层达稳定结构所2需电子数为该层电子数的 1。由此推断三种元素原子的核电荷数及元素名称分别是3A__________;B________;C________。 【答案】11、钠 16、硫 8、氧 【解析】 【分析】 电子层从里向外依次是K、L、M、N，据此分析；A元素原子M层电子数为K层电子数的 1，则M层有一个电子，据此分析；B元素原子M层电子数为次外层与最内层电子数之2差，则M层电子数为8-2=6，据此分析；C元素原子L层达稳定结构所需电子数为该层电子 1，L层稳定结构含有8个电子，据此分析解答。 3【详解】 数的 A元素原子M层电子数为K层电子数的12，则M层有1个电子，所以A元素为钠元素，其核电荷数为11；B元素原子M层电子数为次外层与最内层电子数之差，则M层电子数=8-2=6，所以B元素为硫元素，其核电荷数为16；C元素原子L层达稳定结构所需电子数为该层电子数的13，L层的稳定结构为8电子结构，则L层电子数为6，所以C元素为氧元素，其核电荷数为8，故A的元素名称为钠，B的元素名称为硫，C的元素名称为氧，故答案为11、钠 ；16、硫；8、氧。 【点睛】 注意题目要求是元素名称，不能写元素符号，学生容易写错。 9．A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大。①A元素组成的单质是相同条件下密度最小的物质；②B元素原子的最外层电子数是其内层电子总数的2倍；③D原子的电子层数与最外层电子数之比为3：1；④E元素的最外层电子数是电子层数的2倍；⑤C与E同主族。请回答下列问题： (1)B元素在周期表中的位置是：______________ (2)写出化合物D2C2的电子式____________；该化合物中所含化学键类型为____________ (3)化合物A2C和A2E中，沸点较高的是______________(填化学式) (4)化合物EC2常温下呈气态，将其通入Ba(NO3)2溶液中，有白色沉淀和NO气体放出，该反应的离子方程式为_______________ (5)元素A、B、C按原子个数比2：1：1组成的化合物是常见的室内装修污染物，该物质的分子空间构型为______________；该化合物中B原子的杂化轨道类型为______________ 【答案】第二周期第IVA族 离子键、共价键 H2O 3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+ 平面三角形 sp2 【解析】 【分析】 A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大。①A元素组成的单质是相同条件下密度最小的物质，则A是H元素；②B元素原子的最外层电子数是其内层电子总数的2倍，则B原子核外有2个电子层，核外电子排布是2、4，B是C元素；③D原子的电子层数与最外层电子数之比为3：1，则D核外电子排布式是2、8、1，D是Na元素；④E元素的最外层电子数是电子层数的2倍，则E核外电子排布是2、8、6，E是S元素；⑤C与E同主族，原子序数小于Na，大于C，则C是O元素。结合元素的单质及化合物的结构、性质分析解答。 【详解】 根据上述分析可知A是H，B是C，C是O，D是Na，E是S元素。 (1) B是C元素，在周期表中的位置是第二周期第IVA族； (2)化合物D2C2是Na2O2，该物质中Na+与O22-通过离子键结合，在O22-中两个O原子通过共价键结合，所以其电子式为：键、共价键； (3)化合物A2C是H2O，A2E是H2S，由于在H2O分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使物质气化消耗较多的能量，因此沸点较高的是H2O； (4)化合物EC2是SO2，在常温下呈气态，该物质具有还原性，将其通入Ba(NO3)2溶液中，有白色沉淀和NO气体放出，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+； (5)元素A、B、C按原子个数比2：1：1组成的化合物CH2O是常见的室内装修污染物，该物质的分子中，C原子采用sp2杂化，与O原子形成共价双键，再与2个H原子形成2个共价键，分子空间构型为平面三角形。 【点睛】 本题考查了元素的原子结构与物质性质的关系、有电子转移的离子方程式书写等知识。根据题干信息正确推断元素是解题关键，能很好的反映学生对饮水机化合物的性质及物质结构理论的掌握和应用情况。 ；该化合物中所含化学键类型为离子 10．下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题： （1）写出下列元素符号：①________，⑥________，⑦________，⑪________。 （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⑫中，化学性质较活泼的是_________，怎样用化学实验证明？答：_________。 【答案】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】 【详解】 （1）根据元素周期表的结构可知：①、⑥、⑦、⑪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、⑪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（⑫）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⑫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。 【点睛】 本题综合性较强，涵盖了元素周期表、元素性质的递变规律、元素金属性及非金属性强弱的判断方法等，要求用多方面的知识解决问题，能很好滴训练综合运用知识解决问题的能力，根据元素最高价氧化物对应水化物的递变规律或元素的金属性、非金属性的递变规律思考。 11．下表是元素周期表中短周期元素的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。 族 周期 一 二 三 I A ① Ⅱ A Ⅲ A Ⅳ A V A Ⅵ A Ⅶ A 0 ⑤ ⑥ ② ⑦ ③ ⑧ ④ 回答下列问题： （1）上述元素中②元素的名称_______；⑤元素在周期表中的位置是________。 （2）在③、⑦、⑧的气态氢化物中最稳定的是_____(用化学式表示)；⑦的最高价氧化物对应水化物的化学式是________。 （3）写出⑥的单质和④的最高价氧化物对应水化物的化学方程式是________。 （4）④、⑤是两种活泼性不同的金属，用事实来说明④比⑤活泼性更强________。 （5）由①和⑧组成的化合物极易溶于水，请设计简单的实验加以说明。写出简要的实验操作、现象和结论。__________________________。 【答案】氮 第三周期II A族 HF H2SO4 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ Na在常温下就能和冷水发生剧烈反应生成氢气，而Mg和冷水几乎不反应，和热水发生微弱反应 设计喷泉实验进行验证，烧瓶中装满HCl气体，倒置在盛有水的烧杯中，挤压胶头滴管，观察水沿着导管进入烧瓶中形成喷泉，可说明HCl极易溶于水 【解析】 【分析】 根据表中数据，元素①~⑧分别为H、N、F、Na、Mg、Al、S、Cl。 【详解】 （1）分析可知②元素为N，名称为氮；⑤元素为Mg，在周期表中的位置为第三周期II A族； （2）③、⑦、⑧分别为F、S、Cl，元素的非金属性越强，其气态氢化物越稳定，非金属性：F>Cl>S，则最稳定的氢化物为HF；S的最高价氧化物对应水化物为H2SO4； （3）④、⑥分别为Na、Al，Al与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑； （4）Na在常温下就能和冷水发生剧烈反应生成氢气，而Mg和冷水几乎不反应，和热水发生微弱反应，从而说明Na比Mg活泼； （5）由①和⑧组成的化合物为HCl，可设计喷泉实验进行验证，烧瓶中装满HCl气体，倒置在盛有水的烧杯中，挤压胶头滴管，观察水沿着导管进入烧瓶中形成喷泉，可说明HCl极易溶于水。 【点睛】 利用喷泉实验验证HCl极易溶于水的性质。 12．钋（Po）是一种低熔点金属，极其稀有，毒性和放射性极强。回答下列问题： （1） 21084Po 具有放射性，经衰变成稳定的铅，在衰变过程中释放一个2He2+，Pb的原子 42104+ 84Po含有的 核中质子数为____，中子数为____，Po元素能形成较稳定的+4价离子，wg电子的物质的量为____； （2）半衰期是指由大量原子组成的放射性样品中，放射性元素原子核有50％发生衰变所需的时间，已知质量为____。 【答案】82 124 【解析】 【分析】 A(1)了解任何一个原子X用ZX表示时的意义，且A、Z、N满足关系式A=Z+N，离子所含的 21084Po 的半衰期为138天，质量为64克的 21084Po，经 276天后，得到铅的 8wmol 47.09g 21电子数为原子得失电子后得到的电子数； (2)半衰期是指有一半发生衰变所需要的时间，276天是二个半衰期。 【详解】 (1)Po的质子数是84，它释放出的2He2+的质子数是2，所以Pb的质子数=84-2=82；Po的中子数是210-84=126，它释放出的2He2+的中子数=4-2=2，所以Pb的中子数=126-2=124； 2108444Po4的质量数为210，所以Po的摩尔质量数值为210，质量为Wg的Po的物质的量为 wmol，一个Po原子含的电子数为84，一个Po4+离子含的电子数为84-4=80，所以210Wg 21084Po4所含的电子的物质的量为 w8wmol×80=mol； 2102164×50%mol，剩余的Po的物质的量为210(2)经过第一个半衰期生成的Pb的物质的量为 6464×50%mol；再经过第二个半衰期生成的Pb的物质的量为×50%×50%mol，所以经210210过276天所得Pb的质量为( 6464×50%+×50%×50%)×206g/mol=47.09g。 210210 13．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程： 依照上述流程回答以下问题： （1）混合①中发生反应的化学方程式为_______。 （2）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是_______、_______。操作Ⅲ一般适用于分离____________混合物。〔选填编号〕 a、固体和液体b、固体和固体c、互不相溶的液体d、互溶的液体 （3）混合②中加入Na2SO3的目的是_______。 （4）纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸〔工业氢溴酸〕带有淡淡的黄色。因此甲乙两同学设计了简单实验加以探究：甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3＋，那么用于证明该假设所用的试剂的名称为_______。乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为________，其用于证明该假设所用的试剂的化学式_______。 【答案】SO2＋Br2＋2H2O==2HBr＋H2SO4 过滤 蒸馏 d 除去粗品中未反应完的溴 硫氰化钾溶液 含有Br2 CCl4 【解析】 【分析】 根据流程图分析分析流程发生的反应，根据混合物性质的不同分析流程中物质分离的方法；根据氧化还原原理分析流程中涉及的氧化还原反应；根据常见离子检验方法分析解答。 【详解】 混合①中发生反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，经操作Ⅰ蒸馏得硫酸和氢溴酸的粗品(含溴)，混合②中加入Na2SO3还原粗品中的Br2，但会反应生成SO42−，加入氢氧化钡后过滤得硫酸钡沉淀和无色溶液，再蒸馏得到精制的氢溴酸； (1)Br2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4，自身被还原为HBr，反应方程式为SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr； (2)由工艺流程可知，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤；操作Ⅲ为互溶的溶液组分的分离，应是蒸馏，蒸馏一般适用于沸点不同的互溶的液体的分离，故答案为：过滤；蒸馏；d； (3)粗品中可能含有为反应的Br2，加入Na2SO3，除去粗品中未反应完的溴，故答案为：除去粗品中未反应完的溴； (4)用KSCN溶液检验Fe3+，取少许溶液滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+；由工艺流程可知，溶液中可能含有Br2，可以用CCl4萃取方法检验，取少许溶液加振荡、静置分层，下层呈橙红色，说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Br2，故答案为：KSCN溶液；含有Br2；CCl4。 14．如图为工业从海水中提取液溴的流程图： 已知：溴的沸点为59℃，微溶于水，有毒性。请回答： （1）某同学利用下图装置进行步骤①至步骤④的实验，当进行步骤①时，应关闭活塞___，打开活塞____。 （2）步骤②中可根据___现象，简单判断热空气的流速。 （3）步骤③中简单判断反应完全的依据是___。 （4）从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”的目的是___。 （5）步骤⑤用下图装置进行蒸馏，蒸馏烧瓶中尚未安装温度计，安装其位置时应注意___，装置C中直接加热不合理，应改为__。 【答案】bd ac A中气泡产生的快慢 B中溶液褪色 浓缩Br2或富集溴 温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近 水浴加热 【解析】 【分析】 向浓缩海水中加入氯气可以将Br-氧化得到溴水的混合物，利用热的空气吹出溴单质，得到粗溴，然后通入SO2气体吸收Br2单质，将Br2富集，二者在溶液中发生氧化还原反应生成HBr，再通入Cl2氧化Br-得到溴与水的溶液，最后蒸馏得到液溴。 【详解】 (1)进行步骤①的目的是通入Cl2氧化Br-离子为Br2，且能使氯气通入和浓缩海水中的溴离子反应，剩余氯气进行尾气吸收，因此应关闭bd，打开ac，进行反应和尾气处理； (2)步骤②是利用溴单质易挥发的性质，关闭ac，打开bd，通入热空气把生成的溴单质赶出到装置B，并使Br2蒸气和通入的SO2气体在溶液中发生氧化还原反应生成H2SO4和HBr，依据A装置中直玻璃管产生气泡的快慢现象，简单判断热空气的流速； (3)步骤③中是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢和硫酸，反应方程式为：Br2+SO2+2H2O= H2SO4+2HBr，由于溴水显橙色，所以可根据溴水溶液的颜色由橙色变化为无色，来判断反应是否恰好完全进行； (4)海水中溴元素较少，从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”过程中，的目的是增大溴单质的浓度，起到富集溴元素的作用； (5)蒸馏装置中温度计的作用是测定馏出成分的温度，因此蒸馏烧瓶中安装温度计，安装其位置时应注意：温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处；装置C中直接加热温度不容易控制，为使溴单质从溴水中蒸出，可根据溴的沸点为59℃，采用水浴加热的方法。 【点睛】 本题考查了物质制备的流程分析判断的知识，涉及氧化还原反应、反应条件的控制等，主要是海水提取溴的原理应用，掌握实验原理，分析实验过程的目的是进行操作判断的依据。 15．科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出组成为N4H4(SO4)2的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以SO4和N4H4两种离子形式存在，植物的根系易吸收N4H4，但它遇到碱时，会生成一种形似白磷的N4分子，N4分子不能被植物吸收。 请回答下列问题： 2441N4和N2的关系正确的是 ______ (填序号)。 A．同种单质 B.同位素 C.同分异构体 D.同素异形体 2N4H4(SO4)2 ______ (填“能”或“不能”)和草木灰混合施用。 3已知断裂1molNN吸收167kJ热量，生成1molNN放出942kJ.的热量，写出N4气 体转变为N2的热化学方程式： ______ 。 4已知白磷、NH磷P4的结构式为 4、N4H4的空间构型均为四面体，NH4的结构式为 4，白 ，请画出N4H4的结构式 ______ 。 4NH2，科学家在液氨中加入氢氧化铯5已知液氨中存在着平衡2NH3ƒNH4CsOH和特殊的吸水剂，使液氨中的NH生成N4分子和另一种单质气体，请写出液氨 4与氢氧化铯反应的化学方程式： ______ 。 【答案】D 不能 N4(g)ƒ2N2(g) H=-882kJ/mol 8NH34CsOHN44CsNH26H24H2O 【解析】 【分析】 （1）同种元素组成的不同的单质互称为同素异形体； （2）草木灰的主要成分是碳酸钾，碳酸根水解显碱性，根据题意N4H44+遇到碱时，会生成一种形似白磷的N4分子，据此解答； （3）根据化学键断裂吸收热量，形成化学键放出热量，分别计算后进行比较，从而写出热化学方程式； （4）N4H44+中每个N原子与另外3个N原子形成共价键，同时与1个氢离子形成配位键； （5）已知液氨中存在着平衡2NH3ƒNH4NH2，科学家在液氨中加入氢氧化铯 CsOH和特殊的吸水剂，使液氨中的NHCsNH2、氢气和水。 【详解】 4生成N4分子和另一种单质气体，由得失电子 守恒和元素守恒可知，另一种气体为氢气，由此判断液氨与氢氧化铯反应生成N4分子、 1N4和N2是氮元素的不同单质，互为同素异形体； 故答案为：D； 4遇到碱时，会生2草木灰的主要成分是碳酸钾，其中的碳酸根水解显碱性，已知N4H4成一种形似白磷的N4分子，所以N4H4和草木灰之间能反应，所以二者不能混合施用； 故答案为：不能； 431molN4气体中含有6molNN键，可生成2molN2，形成2molNN键，则 1molN4气体转变为2molN2，化学键断裂吸收的热量为6167kJ=1002kJ，形成化学键 放出的热量为2942kJ=1884kJ，所以反应放热，放出的热量为 1884kJ-1002kJ=882kJ，即放出882kJ的热量，则N4气体转变为N2的热化学方程式 为：N4(g)ƒ2N2(g)H=-882kJ/mol； 2N2(g)H=-882kJ/mol； 4故答案为：N4(g)ƒ4由于NH结构式为 4、N4H4的空间构型均为四面体，NH4的结构式为 ，白磷P4的 ，据此推断得出：N4H4的结构式为： 4； 故答案为：； +NH4+NH-2，加入氢氧化铯CsOH和特殊的吸水剂， 5液氨中存在着平衡：2NH3ƒ使液氨中的NH4生成N4分子和另一种单质气体，由得失电子守恒和元素守恒可知，另一种气体为氢气，由此判断液氨与氢氧化铯反应生成N4分子、CsNH2、氢气和水，即发生的反应为：8NH3+4CsOH=N4+4CsNH2+6H2+4H2O； 故答案为：8NH3+4CsOH=N4+4CsNH2+6H2+4H2O。 【点睛】 为方便学生理解，现将高中阶段“四同”区分如下： 同位素：质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子。 同素异形体：同元素形成的不同的单质，如金刚石和石墨，红磷与白磷，O2和O3等，其 化学性质相同，但物理性质有所不同。 同系物：结构相似且组成上相差n个CH2的化合物，符合“两同一差”原则，即同通式同结构组成差n个CH2。 同分异构体：分子式相同，结构不同的化合物，如正戊烷与异戊烷等。 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容