第4章 物质结构 元素周期律 章末检测-【优化探究】2025-2026学年高中化学必修第一册同步导学案配套课件 人教版(2019)双选
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教辅
内容正文:
章末检测(四) 物质结构 元素周期律
优化探究
第四章 物质结构 元素周期律
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一、单项选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列微粒中半径最小的是( )
A.Na B.F-
C.Al3+ D.Cl-
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Na、Cl-均有3个电子层,F-、Al3+均有2个电子层,因此微粒半径最小的在
F-、Al3+中。又因为F-、Al3+的核外电子排布相同,微粒半径随原子序数的增大而减小,则题述微粒中半径最小的是Al3+,C项符合题意。
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2.元素周期表是一座开放的“元素大厦”,“元素大厦”尚未客满。若发现119号元素,请在“元素大厦”中安排好它的“房间”( )
A.第七周期0族
B.第六周期第ⅡA族
C.第八周期第ⅠA族
D.第七周期第ⅦA族
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按目前元素周期表的编排原则,第七周期应有32种元素,则前七个周期共有118种元素,119号元素应位于第八周期第ⅠA族,C项符合题意。
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3.14C是一种放射性同位素,在高层大气中由宇宙射线产生的中子或核爆炸产生的中子轰击14N可使它转变为14C,14Nn CH。下列说法正确的是( )
A.14C和14N互为同位素
B.14C与C60互为同素异形体
C.人体内由于新陈代谢作用也存在14C
D.当14 g核素14N完全被轰击时,吸收中子n)的质量约为6.02×1023 g
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A项,14C和14N是不同元素的核素,它们不互为同位素,错误;B项,14C是一种核素,C60是一种单质,14C和C60不互为同素异形体,错误;C项,由碳循环可知,人体内由于新陈代谢作用也存在14C,正确;D项,在14Nn CH中,当14 g核素14N完全被轰击时,吸收中子约1 mol,1 mol 中子的质量约为1 g,错误。
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4.下列有关化学用语的表示方法正确的是( )
A.次氯酸的电子式:
B.Mg2+的结构示意图:
C.用电子式表示MgCl2的形成过程为
D.M2+核外有a个电子,b个中子,M的原子符号为M
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HClO的电子式为,A项错误;Mg2+的结构示意图为 ,B项错误;用电子式表示MgCl2的形成过程为 ,
C项错误;M2+核外有a个电子,M原子核外有(a+2)个电子,M的质子数为a+2,质量数为a+2+b,M的原子符号为M,D项正确。
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5.下列关于元素周期表的叙述正确的是( )
A.周期表中过渡元素不全为金属元素
B.目前使用的元素周期表中,最长的周期含有32种元素
C.短周期元素是指1~20号元素
D.原子的最外层电子数都等于该元素所在的族序数
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第一至七周期元素的种类数分别为2、8、8、18、18、32、32,则目前使用的元素周期表中,最长的周期含有32种元素,B正确;短周期为一至三周期,短周期元素是指1~18号元素,C错误;主族元素的最外层电子数都等于该元素所在的族序数,副族、第Ⅷ族以及0族元素不一定,D错误。
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6.根据元素周期律,下列有关比较正确的是( )
A.碱性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3
B.简单气态氢化物的稳定性:HF>HCl>PH3
C.原子半径:S>F>O
D.酸性:HClO>HNO3>H2CO3
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因金属性:Na>Mg>Al,则碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,A错误;非金属性:F>Cl>P,则简单气态氢化物稳定性:HF>HCl>PH3,B正确;同周期主族元素随原子序数递增,原子半径逐渐减小,因此原子半径:O>F,C错误;酸性:HNO3>H2CO3>HClO,D错误。
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7.0.75 mol R中共有30 mol电子,则R在元素周期表中的位置是( )
A.第二周期第ⅤA族
B.第二周期第ⅥA族
C.第三周期第ⅣA族
D.第三周期第ⅦA族
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0.75 mol R中共有30 mol电子,则1 mol该离子中含有的电子数是=40 mol。所以R的质子数是40-2-8×3=14,即R是Si元素,在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族,故选C。
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8.下列叙述正确的是( )
A.同周期元素中,第ⅠA族元素的原子半径最小
B.第ⅥA族元素的原子,其半径越大,越容易得到电子
C.室温时,0族元素的单质都是气体
D.所有主族元素的原子,形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等
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同周期元素中(第一周期元素除外),第ⅦA族元素的原子半径是最小的,故A错误;第ⅥA族元素的原子半径越大,说明非金属性越弱,越不容易得到电子,故B错误;0族元素俗称稀有气体元素,室温下单质呈气态,故C正确;氯原子形成的单原子离子是Cl-,化合价是-1 价,与其族序数不相等,氟只能形成-1价离子,而氟位于第ⅦA族,故D错误。
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9.根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测不合理的是( )
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选项 事实 推测
A Mg与水反应缓慢,Ca与水反应较快 Ba(第ⅡA族)与水反应会更快
B Si是半导体材料,同族的Ge也是半导体材料 第ⅣA族的元素的单质都可作半导体材料
C HCl在1 500 ℃时分解,HI在230 ℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间
D Si与H2高温时反应,S与H2加热能反应 P与H2在高温时能反应
同主族金属元素由上至下金属性增强,与水反应剧烈程度增强,A正确;作半导体材料的元素通常位于元素周期表中金属元素和非金属元素的交界处,第ⅣA族元素的单质并不能都作半导体材料,B错误;同主族非金属元素由上至下非金属性减弱,气态氢化物的热稳定性减弱,C正确;同周期非金属元素从左到右非金属性增强,与氢气化合难度减小,D正确。
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10.如表为元素周期表的一部分。下列事实不能说明X元素、Y元素、硫元素之间的非金属性强弱关系的是( )
A.X2单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊
B.H2X和H2S分别受热分解,前者的分解温度高
C.酸性:HYO4>H2SO4
D.Na2SO3可与HY反应生成H2SO3
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元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,X单质可以把硫从H2S溶液中置换出来,说明X单质的氧化性强于硫单质,元素的非金属性X大于硫,A不符合题意;元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,B不符合题意;元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,酸性:
HYO4>H2SO4,可说明Y的非金属性比S强,C不符合题意;Na2SO3可与HY反应生成H2SO3,只能说明酸性的强弱,不能证明非金属性的强弱,D符合题意。
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二、不定项选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
11.下列说法不正确的是( )
A.沸点:H2O<HF
B.热稳定性:HF>H2O
C.NCl3、SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构
D.仅由N、H、O三种元素形成的化合物中不可能含离子键
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常温下,水为液体,HF为气体,所以沸点:H2O>HF,A项错误;F的非金属性强于O的非金属性,所以热稳定性:HF>H2O,B项正确;NCl3中N原子最外层有5个电子,3个Cl原子提供3个电子,使N原子最外层达到8电子稳定结构,N原子也提供3个电子给3个Cl原子,使每个Cl原子最外层均达到8电子的稳定结构,同理,SiCl4分子中每个原子最外层均满足8电子结构,C项正确;NH4NO3中既含有离子键又含有共价键,D项错误。
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12.某元素X最高价含氧酸的相对分子质量为98,且X的氢化物的分子式不是H2X,则下列说法正确的是( )
A.X的最高价含氧酸的分子式可表示为H2XO4
B.X是第二周期第ⅤA族元素
C.X是第二周期第ⅥA族元素
D.X的最高正化合价为+5价
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最高价含氧酸的相对分子质量为98的是硫酸和磷酸,且磷元素的氢化物的分子式不是H2X,而是PH3,故X应为磷元素,最高正化合价为+5价,在第三周期第ⅤA族。
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13.已知同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4>H2YO4>H3XO4,下列判断正确的是( )
A.原子半径按X、Y、Z的顺序逐渐减小
B.单质的氧化性按X、Y、Z的顺序增强
C.三种元素阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序增强
D.气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱
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同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4>H2YO4>H3XO4,可知X、Y、Z的原子序数为X<Y<Z。同周期元素从左到右单质的氧化性逐渐增强,阴离子的还原性逐渐减弱,原子半径逐渐减小,气态氢化物的稳定性逐渐增强,可知正确选项为A。
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14.如图中,a、b、c、d、e为元素周期表中前四周期的一部分元素,下列有关叙述正确的是( )
A.元素b位于第ⅥA族,有+6价、-2价两种常见化合价
B.五种元素中,元素e的性质最稳定
C.元素c和d的最高价氧化物对应的水化物的酸性:c>d
D.元素c和e的简单气态氢化物的稳定性:c>e
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图中,b是氧元素,没有+6价;a为稀有气体元素氦,是这5种元素中最稳定的;c的非金属性比d弱,因此c的最高价氧化物对应的水化物的酸性比d的弱;c的非金属性比e强,因此c的简单气态氢化物的稳定性比e强。
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15.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且W、X、Y、Z+的最外层电子数与电子层数的比值分别为1、2、3、4,下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:Y>Z
B.非金属性:X>Y
C.Y与Z形成的化合物一定属于离子化合物
D.由W、X、Y、Z四种元素组成的盐只有一种
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短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且W、X、Y、Z+的最外层电子数与电子层数的比值分别为1、2、3、4,若W的电子层数为1,最外层电子数为1,则W为H元素,若W的电子层数为2,最外层电子数为2,则W为Be元素;若X的电子层数为1,最外层电子数为2,X为He元素,不属于主族元素,不符合题意,若X的电子层数为2,最外层电子数为4,X为C元素;Y的电子层数为2,最外层电子数为6,所以Y为O元素;Z+的电子层数为2,最外层电子数为8,Z为Na元素。微粒具有相同的电子层结构时,原子序数越大,半径越小,故简单离子半径:Y(O2-)>Z(Na+),A项正确;同一周期,从左向右,非金属性逐渐增强,B项错误;Y与Z形成的化合物为氧化钠或过氧化钠,均属于离子化合物,C项正确;由W、X、Y、Z四种元素组成的盐有NaHCO3、Na2CO3·10H2O,D项错误。
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三、非选择题
16.Ⅰ.下列几种物质:
①MgCl2 ②H2O ③Al ④H2O2 ⑤K2O2
⑥Ca(OH)2 ⑦HClO ⑧I2 ⑨He
(1)只含有离子键的是(填序号,下同) ;
(2)含有共价键的离子化合物是 ;
(3)共价化合物是 ;
(4)熔融状态和固态时,都能导电的是 ;
(5)HClO的结构式: ,I2的电子式: 。
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⑤⑥
②④⑦
③
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Ⅰ.(1)只含有离子键的是MgCl2。(2)含有共价键的离子化合物是K2O2 、Ca(OH)2。(3)共价化合物是H2O、H2O2 、HClO。(4)熔融状态和固态时,都能导电的是Al。(5)HClO的结构式是H—O—Cl,I2的电子式是。
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Ⅱ.现有下列短周期元素的数据(已知Be的原子半径为0.089 nm):
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原子半径/nm 最高正化合价 最低负化合价
① 0.074 -2
② 0.160 +2
③ 0.152 +1
④ 0.110 +5 -3
⑤ 0.099 +7 -1
⑥ 0.186 +1
⑦ 0.075 +5 -3
⑧ 0.082 +3
(1)⑧号元素在元素周期表中的位置是 ;上述元素处于同一主族的有 (用元素符号表示)。
(2)元素①和⑥能形成两种化合物,写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式: 。
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第二周期第ⅢA族
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Li和Na、N和P
2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
(3)含锂材料在社会中应用广泛,如各种储氢材料(Li2NH等)、便携式电源材料(LiCoO2等)。根据下列要求回答问题:
Li和Li可作核反应堆最佳热载体LiH和LiD用作高温堆减速剂。下列说法正确的是 (填字母,下同)。
ALi和Li互为同位素
BLi和Li属于同种核素
CLiH和LiD的化学性质不同
DLiH和LiD是同种物质
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②下列说法不正确的是 。
A.碱性:Be(OH)2<LiOH<NaOH<KOH
B.半径:K>Na>Li>Li+
C.氧化性:Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+
D.金属性:Cs>Rb>K>Na>Li>Be
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C
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Ⅱ.由题中及表中数据可知,①②③④⑤⑥⑦⑧分别位于第ⅥA、ⅡA、ⅠA、ⅤA、ⅦA、ⅠA、ⅤA、ⅢA族。Be的原子半径为0.089 nm,Be的最高价为+2,②的最高价也是+2、半径比Be大,则②为Mg元素;③的最高价为+1、半径比Mg小,则③是Li元素;⑥的最高价为+1、半径比Mg大,则⑥为Na元素;④和⑦的最高价都是+5、最低价都是-3,则它们为第ⅤA族元素,因为④的半径较大,故④为P元素、⑦为N元素;根据同周期元素的原子半径逐渐减小,可知⑧为B元素、①为O元素、⑤为Cl元素。
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17.几种主族元素在元素周期表中的位置如下:
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Na>Al>Cl
根据表格回答下列问题:
(1)①③⑦三种元素原子半径由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
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根据元素在元素周期表中的相对位置可知各元素是①Na、②K、③Al、④H、⑤C、⑥N、⑦Cl、⑧Br。(1)①③⑦三种元素均处于第三周期,从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径由大到小的顺序是Na>Al>Cl。
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(2)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍,该元素的原子
结构示意图为 ,该元素在元素周期表中的位置是
。
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第三周期第ⅠA族
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(2)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍,该元素的原子
结构示意图为 ,该元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅠA族。
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(3)①②③三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性最强的是
(填化学式)。
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KOH
20
(3)①②③三种元素的金属性:K>Na>Al,①②③三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性:KOH>NaOH>Al(OH)3,则碱性最强的是KOH。
(4)⑦的非金属性强于⑧,从原子结构的角度解释其原因:______________
________________________________________________________________________________________________________。
下列表述能证明这一事实的是 (填字母,下同)。
a.⑦的简单气态氢化物比⑧的简单气态氢化物稳定
b.⑦最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧最高价氧化物对应的水化物的酸性
c.⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来
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Cl、Br处于同一
20
主族(第ⅦA族),易得1个电子,Cl的原子半径比Br小,原子核对最外层电子的吸引能力强,Cl得电子能力强,非金属性强
abc
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(4)a项,⑦的简单气态氢化物比⑧的简单气态氢化物稳定,证明非金属性:Cl>Br,故正确;b项,⑦最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧最高价氧化物对应的水化物的酸性,证明非金属性:Cl>Br,故正确;c项,⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来,证明非金属性:Cl>Br,故正确。
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(5)④与⑤元素形成的分子可能是 。
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C
20
(5)④H元素与⑤C元素形成的分子可能是甲烷。
18.某同学做同主族元素性质相似性和递变性实验时,设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(如表,表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
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实验方案 实验现象
①将氯水滴入NaBr溶液中,振荡,静置 A.浮在水面上,熔成小球,不定向移动,随之消失
②将一小块金属钠放入冷水中 B.溶液呈浅褐色
③将溴水滴入NaI溶液中,振荡,静置 C.浮在水面上,熔成小球,不定向移动,并伴有轻微的爆炸声,很快消失
④将一小块金属钾放入冷水中 D.溶液呈橙色
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的: 。
(2)实验用品
①试剂:金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 mol·L-1 NaBr溶液、0.1 mol·L-1 NaI溶液等;
②仪器: 、 、 、镊子、小刀、玻璃片等。
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探究同主族元素性质的相似性和递变性
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试管
胶头滴管
烧杯(培养皿)
(3)实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的字母和化学方程式):
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实验
方案 实验
现象 化学方程式
①
②
③
④
(4)实验结论:___________________________________________________
。
D
Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
A
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
B
Br2+2NaI===2NaBr+I2
C
2K+2H2O===2KOH+H2↑
同主族元素性质相似;同主族元素自上而下原子失电子能力增强,得电子能力减弱
19.A、B、C、D 4种短周期元素的原子序数依次增大。A、D同族,B、C同周期。A、B组成的化合物甲为气态,其中A、B原子个数之比为4∶1。常温下,由A、C组成的两种化合物乙和丙都为液态,乙中A、C原子个数之比为1∶1;丙中A、C原子个数之比为2∶1。由D和C组成的两种化合物丁和戊都为固态,丁中D、C原子个数之比为1∶1;戊中D、C原子个数之比为2∶1。B元素的最高价氧化物跟丁能发生化学反应,生成物为两种,其中一种为C的单质。
(1)写出对应物质的化学式:乙 ;丁 。
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H2O2
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Na2O2
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A、B、C、D 4种短周期元素的原子序数依次增大,A、B组成的化合物甲为气态,其中A、B的原子个数之比为4∶1,则甲为CH4,A是H元素、B是C元素;A、D同族,B的原子序数小于D,则D是Na元素;B、C同周期,由A、C组成的两种化合物乙和丙都是液态,这两种化合物是水和过氧化氢,乙中A、C原子个数之比为1∶1,丙中A、C原子个数之比为2∶1,则乙是H2O2、丙是H2O,C是O元素;由D和C组成的两种化合物丁和戊都是固体,为氧化钠和过氧化钠,丁中D、C原子个数之比为1∶1,戊中D、C原子个数之比为2∶1,则丁是Na2O2、戊是Na2O;B元素的最高价氧化物跟丁能发生化学反应,生成物为两种,其中一种为C的单质,则B为C元素,总结:A为H,B为C,C为O,D为Na。
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(2)B元素的最高价氧化物跟丁反应的化学方程式:
。
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2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
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(2)根据以上分析,B元素的最高价氧化物(CO2)跟丁(Na2O2)反应的化学方程式:2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2。
(3)写出下列物质的电子式:甲 ;戊 。
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H︰︰H
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Na+]2-Na+
(3)甲是甲烷,电子式为H︰︰H;戊为氧化钠,电子式为Na+]2-Na+。
(4)A、B、C、D 4种元素的原子半径由大到小顺序为 (用元素符号表示)。
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Na>C>O>H
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(4)A为H,B为C,C为O,D为Na,原子半径比较:①电子层数越多,半径越大;②电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;4种原子的半径由大到小顺序为Na>C>O>H。
(5)由A、B、C、D 4种元素组成的既含离子键又含共价键的物质的化学式为 (写出一种即可)。
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NaHCO3(答案合理即可)
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20.Ⅰ.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。
(1)将Na、K、Mg、Al各1 mol分别投入足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果: (填元素符号,下同)与盐酸反应最剧烈, 与盐酸反应产生的气体最多。
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K
Al
(1)金属性由强到弱的顺序:钾>钠>镁>铝,所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钾,反应速率最慢的是铝;生成1 mol氢气需要得到2 mol电子,
1 mol钾、钠都失去1 mol电子,1 mol镁失去2 mol电子,而1 mol铝失去3 mol电子,所以生成氢气最多的是金属铝。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为 。
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S2-+Cl2===2Cl-+S↓
(2)氯气能够与硫离子反应生成硫,所以氯气的氧化性强于硫单质,反应的离子方程式为Cl2+S2-===S↓+2Cl-。
Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
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(3)仪器A的名称为 。
(4)实验室中现有药品:①稀盐酸、②稀硝酸、③Na2SiO3溶液、④Na2CO3固体,请选择合适药品设计实验验证N、C、Si的非金属性的变化规律;装置A、B中所装药品分别为 、 (填序号)。但有同学认为该装置有缺陷,如何改进?_______________________________________________
。
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分液漏斗
②
④
在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,用来除去挥发出来的HNO3
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(4)要证明非金属性:N>C>Si,则利用此装置证明最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱顺序为HNO3>H2CO3>H2SiO3,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中可以加硝酸,通过硝酸和碳酸钠的反应来制取CO2,证明酸性:HNO3>H2CO3,故非金属性:N>C,然后将CO2通入C中的Na2SiO3溶液中,可以发生反应:Na2SiO3+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2NaHCO3,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,所以装置A、B中所装药品分别为②稀硝酸、④Na2CO3固体;因硝酸有挥发性,生成的CO2气体中混有硝酸蒸气,需要除去,否则会干扰碳酸与硅酸的酸性强弱比较,需在B、D两装置间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,用来除去挥发出来的HNO3。
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Ⅲ.完成下列问题。
(5)铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属,请书写铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。
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2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(5)铝是为数不多的能与强碱溶液反应的金属,铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
(6)消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN,C为+2价),经以下反应实现:KCN+H2O2+H2O===A+NH3↑(已配平)。试写出A的化学式:
,如果此反应中有6.72 L(标准状况)气体生成,则转移电子数目为 。
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KHCO3
0.6NA(或3.612×1023)
(6)H2O2具有氧化性,将KCN中的C氧化为+4价,再根据原子守恒判断A的化学式为KHCO3;n(NH3)==0.3 mol,则转移的电子数为0.6NA。
$$