4.2 元素周期律 同步练习题 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

4.2 元素周期律 同步练习题 一、选择题 1．淡蓝色的金属镓与铝同族，其放在手心就能熔化，沸点为2403℃，常温下在干燥的空气中稳定，但能溶于强酸和强碱，与其他金属熔合可改善性能。下列有关嫁的性质叙述正确的是 A．镓的熔点高 B．镓不与氧气反应 C．镓能与氢氧化钠溶液反应生成氢气 D．镓形成合金的熔点比嫁高 2．下列事实能作为实验判断依据的是 A．钠和铁分别投入CuCl2溶液中，铁能置换出铜，钠不能，判断金属性：Fe＞Na B．Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，判断硅的非金属性强于碳 C．酸性：H2CO3＞HClO，判断碳的非金属性强于氯 D．溴和碘分别与氢气反应，氢气与溴反应比与碘反应容易，判断非金属性：Br＞I 3．钾与另一碱金属的合金与水完全反应时，放出的氢气在标准状况下为，则合金中另一金属可能是 A．锂 B．钠 C．钾 D．铯 4．W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，其原子半径和最外层电子数的关系如图所示。下列说法正确的是 A．简单离子半径：M>Y>Z B．W2X2与Y2X2的化学键类型完全相同 C．简单氢化物的沸点：M>X D．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z>Y 5．下列有关物质性质的比较正确的是 A．稳定性强弱： B．碱性强弱：LiOH>NaOH C．氧化性强弱： D．原子半径大小：Si>Na 6．下列物质与其用途相符的是 ①Cl2—作消毒剂 ②AgBr—制胶卷、感光纸 ③NaClO—漂白纺织物 ④加碘食盐—预防甲状腺肿大 ⑤淀粉—检验I2的存在 A．②③④⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．全部 7．下列叙述正确的是 A．最外层只有2个电子的元素一定是IIA元素 B．同一主族相邻周期的两种元素原子序数之差均相同 C．NaCl溶于水，在通电条件下才能发生电离 D．熔融的能导电，所以是电解质 8．下列说法正确的是 A．第二周期非金属元素的最高价氧化物对应的水化物都不能与其最简单氢化物反应 B．元素周期表中第VIIA族元素的最高正价都是+7价 C．碱性：NaOH>KOH D．冰中存在氢键 9．有关钠的叙述不正确的是： A．Na是短周期元素中金属性最强的元素 B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关 C．钠元素在自然界都以化合态存在 D．钠投入稀硫酸铜溶液中立即置换出铜 10．下列说法正确的是 A．熔沸点：Li>Na>K>Rb B．原子半径：C<N<O C．碱性：LiOH>NaOH>KOH>RbOH D．酸性：HF>HCl>HBr>HI 二、填空题 11．为纪念元素周期表诞生150周年，IUPAC等向世界介绍118位优秀青年化学家，并形成一张“青年化学家元素周期表”。中国学者雷晓光、姜雪峰、刘庄分别成为“N、S、Hg”元素的代言人。回答下列问题： (1)据汞的原子结构示意图，汞在第 周期。 (2)硒(Se)与硫位于同一主族，均是生命必需元素。下列推断不正确的是 。 a．硒元素的最低负化合价为-2 b．二氧化硒()具有还原性 c．硒的氧化物对应的水化物属于强酸 (3)氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，磷(P)、砷(As)也是氮族元素。 ①砷有多种同位素原子，其中稳定的核素是，它的中子数为 。 ②已知与的性质相似，则对性质的推测不正确的是 (填序号)。 a．含有离子键和共价键 b．能与溶液反应 c．与加热充分分解产物的种类完全一样 ③下列关于第ⅤA族元素及其化合物的说法不正确的是 (填字母)。 a．热稳定性： b．酸性： c．的氧化物的水化物是强碱 d．形成的简单离子半径随着原子序数递增而增大 (4)砷酸()可用于制造杀虫剂、药物。溶于稀硝酸中可得砷酸，此反应的化学方程式： 。 12．有下列四种微粒：① ② ③ ④。(只填序号，下同)。 (1)按原子半径由大到小的顺序排列为 ；微粒中质子数小于中子数的是 。 (2)能形成型化合物的是 ；通常情况下，化合价有零价、正价和负价的是 。 13．元素周期表的建立和元素周期律的发现，揭示了元素“位-构-性”之间的内在联系，可以根据“位-构-性”的特点预测和解释元素的性质。下图是元素周期表的一部分，请回答下列问题： (1)元素②在周期表中的位置是 (2)元素③、④的原子半径大小关系为 (用相应的元素符号表示) (3)将元素⑤、⑦、⑧的氢化物稳定性由强到弱排序 (用化学式表示) (4)元素①、④、⑥组成化合物的电子式为 (5)写出②的单质和③的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式 (6)元素④、⑥、⑧组成了漂白液的有效成分，请写出其与浓盐酸反应的化学方程式 14．0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol·L－1H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol·L－1NaOH溶液。请回答： （1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1＝120mL时，则金属粉末中n(Mg)＝ ，V2＝ mL。 （2）若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝ mL。 （3）若向300mL 1 mol/LAL2(SO4)3的溶液中逐渐加入浓度为1mol/L的溶液，若产生2.34克白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为 毫升。 （4）若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol·L－1硫酸溶解此混合物后，再加入460 mL 1 mol·L－1NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足条件的a的取值范围是 。 15．利用下图所示装置(允许加热)验证元素非金属性的变化规律。 请回答： (1)仪器A的名称是 ， 装置D的作用是 。 (2)用药品NaBr、 MnO2、浓盐酸来验证非金属性：Cl＞Br，试管C中的现象是 ，烧瓶B中发生反应的化学方程式是 。 (3)用药品稀HNO3、碳酸钙、Na2SiO3溶液来验证非金属性：N＞C＞Si，已知HNO3易挥发，H2SiO3是白色沉淀。该实验装置有一处缺陷， 请写出改进措施 ，试管C中的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．由信息可知，金属镓放在手心里就能熔化，则镓的熔点低，故A错误； B．镓与铝同族则与Al性质相似，能与氧气、强酸和强碱反应，故B错误； C．镓与铝同族则与Al性质相似，镓能与氢氧化钠溶液反应生成氢气，故C正确； D．镓与其他金属融合可改善合金性能，则可形成合金，合金的熔点比各组分的熔点低，故D错误。 答案选C。 2．D 解析：A．钠投入CuCl2溶液中，钠先和水反应生成NaOH，NaOH再和CuCl2发生复分解反应，不发生金属单质之间的置换反应，铁能置换出CuCl2中的铜，不能说明Fe、Na的活泼性强弱，A错误； B．根据Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，不能判断硅的非金属性强于碳，B错误； C．元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强。由于HClO不是Cl元素的最高价含氧酸，因此不能根据酸性：H2CO3＞HClO，判断碳的非金属性强于氯，C错误； D．元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，与氢气化合越容易，氢气与溴反应比与碘反应容易，所以非金属性Br>I，D正确； 故选D。 3．A 解析：设金属的平均相对原子质量为a，碱金属与水反应的化学方程式为： 解得：a=21，因钾的相对原子质量＞21，所以另一种碱金属的相对原子质量应比21小，为Li； 故选A。 4．A 【分析】W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，W和Y的最外层电子数均为1，则W为H，Y为Na；Z的最外层为3，原子半径比Na略小，应为第三周期的Al；M和X的最外层电子数均为6，根据原子半径大小关系及原子序数可知，X为O，M为S，据此分析解答。 解析：根据上述分析可知，W、X、Y、Z、M分别为H、O、Na、Al、S； A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，简单离子半径越小，则简单离子半径：S2-＞Na+＞Al3+，选项A正确； B．H2O2分子存在极性共价键和非极性共价键，而Na2O2存在离子键和非极性共价键，二者的化学键类型不相同，选项B错误； C．元素非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性：O＞S，则稳定性：H2O＞H2S，即X＞M，选项C错误； D．元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则碱性：NaOH＞Al(OH)3，选项D错误； 答案选A。 5．C 解析：A．稳定性和共价键有关，共价键键能越大，该分子越稳定，O原子半径小于S原子半径，H-O键键长比H-S键键长短，键长越短键能越大分子越稳定，稳定性，故A错误； B．Li和Na属于同主族元素，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，碱性LiOH<NaOH，故B错误； C．F和I属于同主族元素，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱，氧化性F2>I2，故C正确； D．Si和Na属于同周期元素，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径Na>Si，故D错误； 答案选C。 6．D 解析：①氯气与水反应生成次氯酸，具有强氧化性的次氯酸可用于杀菌消毒，故符合题意； ②溴化银具有感光性，遇光易分解生成溴和银，常用来制胶卷、感光纸，故符合题意； ③具有强氧化性的次氯酸钠能表现漂白性，常用于漂白纺织物，故符合题意； ④碘元素可以预防甲状腺肿大，故符合题意； ⑤淀粉溶液遇碘变蓝色，可用来检验碘的存在，故符合题意； 则符合题意的为①②③④⑤，故选D。 7．D 解析：A．最外层只有2个电子的元素不一定是IIA元素，比如He，它是0族元素，故A错误； B．同一主族相邻周期的两种元素原子序数之差不相同，比如Na与K原子序数相差8，K与Rb原子序数相差18，故B错误； C．NaCl溶于水，在水作用下发生电离，不需要通电，故C错误； D．熔融的能导电，是因为熔融状态下电离出自由移动的离子而导电，所以是电解质，故D正确； 综上所述，答案为D。 8．D 解析：A．硝酸和氨气反应生成硝酸铵，A错误； B．元素周期表中第VIIA族元素的最高正价都是+7价，但F没有正价，B错误； C．金属性Na＜K，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则碱性：NaOH＜KOH，C错误； D．氧元素的非金属性强，能与氢元素形成氢键，因此冰中存在氢键，D正确； 答案选D。 9．D 解析：A．同周期主族元素随着原子序数的增大金属性减弱，同主族元素随着原子序数增大金属性增强，Na位于第三周期第ⅠA族，是短周期元素中金属性最强的元素，故A正确； B．钠与氧气在加热条件下生成过氧化钠，不加热生成氧化钠，故B正确； C．钠的性质非常活泼，在自然界中以化合态存在，故C正确； D．钠投入稀硫酸铜溶液中，钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠在和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，不会置换出铜，故D错误； 答案选D。 10．A 解析：A．碱金属从上到下离子半径依次增大，熔沸点降低，A正确； B．同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以原子半径：C＞N＞O，B错误； C．同主族元素自上而下金属性增强，最高价氧化物对应水化物的碱性增强，所以碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH，C错误； D．卤族元素自上而下氢化物的酸性依次减弱，所以酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI，D错误； 综上所述答案为A。 二、填空题 11．(1)六 (2)c (3) 42 c c (4) 解析：（1）原子的电子层数=周期序数，Hg原子有6个电子层，故位于元素周期表第六周期。 （2）a. 硒（Se）与硫位于同一主族，最外层均有6个电子，且均为非金属元素，最低价均为-2价，a正确； b. 硒（Se）的最高价为+6价，最低价为-2价，SeO2中Se的化合价为+4价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，b正确； c. 硒的氧化物对应的水化物有H2SeO3和H2SeO4，属于酸，Se的非金属性弱于硫，因此酸性大小关系为：H2SO3>H2SeO3，H2SO4>H2SeO4，即H2SeO3和H2SeO4均为弱酸，c错误； 故选c； （3）①砷为第33号元素，质子数为33，中子数为75-33=42。 ②a．NH4I是离子化合物，PH4I与之性质相似，因此也属于离子化合物，与之间存在离子键，内P与H之间存在共价键，a正确； b．NH4I能与NaOH反应生成NH3，因此PH4I也能与NaOH反应，b正确； c．PH4I加热分解生成PH3和HI，HI不稳定，加热时也分解，生成H2和I2，因此与NH4Cl加热分解产物种类不一样，c错误； 故选c。 ③a．非金属性越强，氢化物稳定性越强，N的非金属性比P强，因此稳定性大小关系为NH3>PH3，a正确； b．非金属性越强，最高价氧化物水化物酸性越强，N的非金属性比As强，因此酸性强弱关系为HNO3>H 3AsO4，b正确； c．As为非金属元素，其氧化物的水化物属于酸，c错误； d．第VA族元素随原子序数增大，其简单离子电子层数依次增多，离子半径依次增大，d正确； 故选c。 （4）As2O3中As化合价为+3价，H2AsO4中As化合价为+5价，因此As2O3与稀HNO3发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：。 12．(1) ②③④① ①② (2)①② ④ 解析： (1)一般地，电子层数越多，原子半径越大，若电子层数相同，则原子序数越大，原子半径越小。所以这四种元素的原子半径从大到小的顺序为：②③④①；在元素符号左上角的数字是质量数，左下角的数字是质子数，质量数减去质子数等于中子数，所以这四种微粒的质子数小于中子数的是①②。 (2)Na和O能形成Na2O2，故能形成 X2Y2 型化合物的是①②；金属元素没有负价，通常情况下，O没有正价，所以化合价有零价、正价和负价的是N，故选④。 13．(1)第二周期第ⅣA族 (2)N>O (3)HF、HCl、H2S (4) (5)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O (6)NaClO+2HCl=NaCl+H2O+Cl2↑ 【分析】根据元素周期表可知①H、②C、③N、④O、⑤F、⑥Na、⑦S、⑧Cl。 解析：（1）②C是第二周期第ⅣA族； 故答案为：第二周期第ⅣA族。 （2）同周期主族元素核电荷数越大，半径越小，N>O； 故答案为：N>O。 （3）⑤、⑦、⑧的氢化物为HF，H2S，HCl，同周期主族元素核电荷数越大，非金属性越强，氢化物越稳定，HCl＞H2S；同一主族元素核电荷数越大，非金属性越弱，氢化物越不稳定，HCl＜HF；则稳定性由强到弱为：HF、HCl、H2S； 故答案为：HF、HCl、H2S。 （4）①、④、⑥组成化合物NaOH，电子式为； 故答案为：。 （5）②的单质和③的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O； 故答案为：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。 （6）漂白液有效成分是NaClO，与浓盐酸反应的方程式为NaClO+2HCl=NaCl+H2O+Cl2↑； 故答案为：NaClO+2HCl=NaCl+H2O+Cl2↑。 14．02 mol 480 400 90mL或2370 mL 0.4≤a ＜1 【分析】（1）根据图象可知，在滴加NaOH溶液到体积V1=120mL过程中，没有沉淀生成，说明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，V1=120mL时，剩余的H2SO4与滴加的NaOH恰好完全反应，溶液是MgSO4、Al2（SO4）3和Na2SO4混合液，设MgSO4为xmol，Al2（SO4）3为ymol，根据守恒列方程求算n（Mg）；当滴加NaOH溶液到体积V2时，Al（OH）3完全溶解，沉淀是Mg（OH）2，溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液．根据守恒有： ，据此求出n（NaOH），再利用V=n/c计算； （2）当溶液中Mg2＋、Al3＋恰好沉淀完全时，即沉淀达到最大值，此时，溶液是Na2SO4溶液，根据SO42－离子和Na＋离子守恒有 求出n（NaOH），再利用V=n/c计算； （3）发生反应 , ，NaOH溶液可能少量只发生反应1，也可能量较多，反生反应1和反应2，根据沉淀质量计算； （4）反应后的混合溶液，再加入460mL 1mol·L－1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al（OH）3，溶质为硫酸钠、偏铝酸钠，由于为金属混合物，则a<1，根据钠离子守恒，应满足n（NaOH）≥2n（Na2SO4）+n（NaAlO2），根据铝元素守恒用x表示出n（NaAlO2），据此确定a的取值范围。 解析：(1)100mL2mol/L的H2SO4溶液中硫酸的物质的量为：0.1L×2mol/L=0.2mol， 当V1=120mL时,此时,溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液， 由Na＋离子守恒可知,n(Na2SO4)=0.5n(Na＋)=0.5n(NaOH)=0.5×0.12L×1mol·L－1=0.06mol， 设MgSO4为xmol,Al2(SO4)3为ymol，则： 根据Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.1 根据SO42－离子守恒有：x+3y=0.2-0.06=0.14， 联立解得：x=0.02；y=0.04， 所以金属粉末中n(Mg)=0.02mol,n(Al)=2y=2×0.04mol=0.08mol； 滴加NaOH溶液到体积V2时,溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液,根据SO42－离子、Na＋离子和Al原子守恒有：，所以， 故答案为：0.02；480； (2)当溶液中Mg2＋、Al3＋恰好沉淀完全时,此时溶液是Na2SO4溶液,根据SO42－离子和Na＋离子守恒有： ，,所以 ， 故答案为：400； (3) 发生反应 , ，当NaOH量少时只发生反应1， ，则NaOH体积。当NaOH量多时，发生反应1和2，反应1中NaOH消耗物质的量为，反应2中参加反应Al(OH)3物质的量为0.6mol-0.03mol=0.57mol，消耗NaOH物质的量，故总消耗NaOH体积， 故答案为：90mL或2370 mL； (4)由于为金属混合物,则a<1,Al的物质的量为0.1(1-a)mol,反应后的混合溶液,再加入460mL1mol·L－1的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,溶质为硫酸钠、偏铝酸钠,根据铝元素守恒可知n(NaAlO2)=0.1(1-a)mol,根据钠离子守恒,应满足n(NaOH) ≥2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)，即0.46×1≥2×0.1×2+0.1(1-a)，解得a≥0.4，故0.4≤a ＜1， 故答案为：0.4≤a ＜1。 15． 分液漏斗 防止倒吸 无色溶液变为橙色 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 在B和D之间加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶 有白色胶状沉淀生成 CO2+H2O+= H2SiO3↓+ 解析：(1)据图可知，仪器A的名称是分液漏斗，因球形干燥管D的下端直接伸入到溶液中，所以其作用是防止倒吸； 故答案为：分液漏斗；防止倒吸。 (2)现用药品NaBr、MnO2、 浓盐酸来验证非金属性：Cl＞Br，应该先用浓盐酸和MnO2在加热条件下在B中发生反应生成Cl2，生成的Cl2通入到C中的NaBr溶液中发生置换反应生成Br2，试管C中可观察到的现象为：无色溶液变为橙色，可以证明非金属性：Cl＞Br；则烧瓶B中发生反应的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O； 故答案为：无色溶液变为橙色；MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。 (3)现用药品稀HNO3、碳酸钙、Na2SiO3 溶液来验证非金属性：N＞C＞Si，在B中稀HNO3、碳酸钙反应生成CO2气体，证明酸性：HNO3＞H2CO3，生成的CO2气体通入到C中与Na2SiO3 溶液反应生成H2SiO3白色胶状沉淀，证明酸性：H2CO3＞H2SiO3，元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，所以非金属性：N＞C＞Si，则试管C中发生反应的离子方程式为：CO2+H2O+= H2SiO3↓+；因HNO3易挥发，生成的CO2气体中含有HNO3，HNO3也会和Na2SiO3 溶液反应生成H2SiO3沉淀，干扰了CO2气体与Na2SiO3 溶液的反应，所以改进措施是在B和D之间加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶以除去挥发出的HNO3； 故答案为：在B和D之间加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶；白色胶状沉淀；CO2+H2O+= H2SiO3↓+。 学科网（北京）股份有限公司 $$