4.2 元素周期律 同步练习题2023-2024学年高一上学期人教版（2019）化学必修一

4.2 元素周期律 同步练习题 一、选择题 1．向HCl、AlCl3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的量随 NaOH 溶液加入量的变化关系如图所示，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是 A．M 点对应的溶液中：K+、Fe2+、SO、NO B．N 点对应的溶液中：Ag+、NH、Mg2+ 、NO C．S 点对应的溶液中：Na+、SO、OH- 、NO D．R 点对应的溶液中：Na+、SO、Cl-、NO 2．几种短周期元素的原子半径及主要化合价见表： 元素符号 X Y Z W T 原子半径/nm 0.160 0.089 0.102 0.143 0.074 主要化合价 +2 +2 -2、+4、+6 +3 -2 根据表中信息，判断下列说法正确的是 A．相同条件下，单质与同浓度稀硫酸反应的速率快慢：W＞X B．离子半径：X2+＞T2- C．元素最高价氧化物对应的水化物的碱性：Y＞X D．相同条件下，简单气态氢化物的稳定性：T＞Z 3．明矾可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔(主要成分为，含少量等)制备明矾的流程如下图所示。 下列说法不正确的是 A．①中反应的离子方程式是 B．③中反应的离子方程式是 C．操作a是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等 D．明矾净水的原理：水解生成的胶体能吸附水中的悬浮颗粒物 4．类推是一种经常采用的科研和学习方法，下列类推结论合理的是 A．的熔、沸点比高，则的熔、沸点比高 B．由金属Na在常温下与水剧烈反应，推出金属Cs在常温下也能与水剧烈反应 C．由氯元素的最高价含氧酸的酸性强于硫元素，推出氟元素的最高价含氧酸的酸性强于氯元素 D．由单质铜和反应生成，推出单质铜和硫磺反应生成CuS 5．一定量铝铁合金完全溶于稀硫酸再加足量双氧水，然后加过量6mol/L的KOH溶液，振荡，此时二种元素最终存在的形态是 A．Fe(OH)2、 B．BeO、 C．Fe(OH)3、 D．Fe(OH)3、Al(OH)3 6．下列性质的比较不正确的是 A．原子半径：C>N B．酸性：H2CO3>H2SiO3 C．热稳定性：NaHCO3>Na2CO3 D．碱性：Mg(OH)2>Al(OH)3 7．铅(Pb)与碳为同族元素。2021年中国地质科学院地质研究所朱祥坤研究员修订铅元素的标准相对原子质量为区间值，下列关于铅元素说法错误的是 A．的中子数为125 B．Pb原子核外最外层有6个电子 C．和互为同位素 D．金属性： 8．下列叙述中，不正确的是 A．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族 B．第VⅡA族元素都是非金属元素 C．室温时，0族元素的单质都是气体 D．碱金属元素在自然界中都以化合态存在 9．下列事实不能用元素周期律解释的是 A．非金属性：S＜O B．气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3 C．酸性：HCl＞H2S D．还原性：K＞Na 10．下列推断正确的是 A．由氧化性：，推断通入水中可以发生反应： B．由还原性：，推断Ca投入溶液中可以发生反应： C．由沸点：，推断沸点： D．由熔点：，推断熔点： 二、填空题 11．下表为元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。 (1)上述所有元素的最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的水化物是 (用化学式表示，下同)。 (2)b、c、d的简单离子半径由大到小的顺序为 。 (3)b、f、g的简单氢化物中，稳定性最弱的是 。 (4)设计由NaCl、AlCl3的混合溶液制取Al2O3固体的实验方案： 。(实验中可以选用的试剂是盐酸、氨水和NaOH溶液) (5)j是元素周期表中第32号元素。 ①j在周期表中的位置是 。 ②j及其化合物的性质正确的是 (填字母)。 A．j的单质常温下为气体 B．j的单质可用于制半导体 C．j的单质可能具有强氧化性 D．j的最高价氧化物对应水化物的酸性比H3PO4弱 12．1869年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表，到现在形成的周期表经过了众多化学家的艰辛努力，历经142年，现已将整个元素周期表填满。元素周期表体现了元素位构性的关系，揭示了元素间的内在联系。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题。 B C N O F Al Si P S Cl Ga Ge As Se Br In Sn Sb Te I Ti Pb Bi Po At (1)写出Cl-的离子结构示意图 。 (2)元素Ga在元素周期表中的位置为 。 (3)Sn的最高正价为 ，As的气态氢化物为 (填化学式)。 (4)根据元素周期律推断： ①上述元素的氢化物热稳定性最高的是 (填化学式)。 ②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：H3AsO4 (填“>”“<”或“=”)H2SeO4。 (5)硒化铟是一种可应用于未来超算设备的新型半导体材料。下列说法正确的是_______(填标号)。 A．原子半径：In<Se B．In的金属性比Se强 C．In的金属性比Al弱 D．硒化铟的化学式为In2Se3 13．根据元素周期表中1～18号元素的性质和递变规律，回答下列问题。 (1)原子序数为17的元素符号是 ； (2)二氧化碳中所含两种元素的原子半径大小：C O(填“>”或“<”)； (3)硫和氯均为第三周期元素，则两种元素的气态氢化物的稳定性强弱： HCl(填“>”或“<”)； (4)氮元素的简单气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为 。 14．一定质量的镁、铝混合物投到2mol·L－1的盐酸中，待金属完全溶解后，再向溶液中逐滴加入2mol·L－1的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示。 则： （1）0～amL、a～80mL、80～90mL对应反应的离子方程式分别为： ①0～amL： ； ②amL～80mL： 、 ； ③80mL～90ml： 。 （2）金属铝的质量为 。 （3）盐酸的体积是 mL。 （4）= 。 （5）a= 。 15．学习了元素周期律的知识后，同学们设计了多个实验探究元素性质的递变规律。 Ⅰ．甲组同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，选取C、Si、S三种非金属元素的常见化合物，设计了如图装置来一次性完成同主族和同周期元素非金属性强弱比较的实验研究。 (1)甲组同学设计实验时，A中装H2SO4，则B，C中分别装 B C ； (2)烧杯C中发生反应的离子方程式 ， (3)通过实验得出的结论：元素非金属性强弱顺序为 。（填元素符号） Ⅱ．乙组同学认为利用图1装置可直接比较Cl2和S单质的氧化性强弱，他们选择的药品是浓盐酸，KMnO4固体， Na2S溶液。 (4)预计C中观察到的现象是 ， (5)C中反应的离子方程式为 。 (6)有同学提出该装置存在明显缺陷需加以改进，你认为缺陷是 。 【参考答案】 一、选择题 1．D 【分析】滴加氢氧化钠时，氢氧化钠先与氢离子反应生成水，再与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，最后和氢氧化铝反应生成偏铝酸钠。 解析：A．M点时酸未反应完，故溶液显酸性，Fe2+、NO在酸性发生氧化还原反应，A错误； B．N点时酸与氢氧化钠恰好完全反应，溶液中溶质为氯化铝和氯化钠，Ag+与Cl-不能共存，B错误； C．S点溶液中溶质为氯化铝和氯化钠，Al3+与OH-反应不能共存，C错误； D．R点时氢氧化铝与OH-未完全反应，与Na+、SO、Cl-、NO均不反应，D正确； 答案选D。 2．D 【分析】X、Y均为+2价，X原子半径大于Y，则X为Mg，Y为Be，T只有-2价，T为O，Z有-2、+4、+6价，Z为S，W为+3价，原子半径略小于Mg，W为Al。 解析：A．Mg比Al活泼，相同条件下，单质与同浓度稀硫酸反应的速率快慢Mg>Al，A错误； B．Mg2+和O2-电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，离子半径O2->Mg2+，B错误； C．Mg金属性强于Be，则最高价氧化物对应水化物的碱性Mg(OH)2>Be(OH)2，C错误； D．O的非金属性强于S，则相同条件下，简单气态氢化物的稳定性H2O>H2S，D正确； 故答案选D。 3．C 解析：铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，过滤后滤渣为氢氧化铝，氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝，加入硫酸钾饱和溶液，蒸发浓缩，冷却结晶得到明矾，据此解答。 A．铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：，A正确； B．③为氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的离子方程式是，B正确； C．混合溶液蒸发结晶不能得到带结晶水的物质，该操作为蒸发浓缩，冷却结晶得到明矾，C错误； D．明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体有较大的表面积，能吸附水中的悬浮颗粒物，从而达到净水目的，D正确； 故选C。 4．B 解析：A．由于分子间存在氢键，导致的熔、沸点比的低，A错误； B．Na与处于同族，且钠在铯上方，铯的金属性比钠更强，常温下与水的反应比钠更剧烈，B正确； C．F是最活泼的非金属元素，没有正价，不存在含氧酸，C错误； D．氯气的氧化性很强，能将铜从0价氧化为+2价，硫的氧化性较弱，只能将铜氧化到+1价，D错误； 故选B。 5．C 解析：铝铁合金完全溶于稀硫酸转化为Al3+和Fe2+，然后加足量双氧水，Fe2+被氧化为Fe3+，再加过量6mol/L的KOH溶液，振荡，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，Al3+与过量的KOH反应最终转化为KAlO2，因此铝铁二种元素最终存在的形态是AlO、Fe(OH)3，故选C。 6．C 解析：A．原子半径同周期从左向右递减，故原子半径C>N，A正确； B．同主族元素非金属性从上到下递减，其最高价氧化物对应水化物酸性递减，故酸性H2CO3>H2SiO3，B正确； C．碳酸氢钠受热易分解，故热稳定性：NaHCO3<Na2CO3，C错误； D．同周期元素金属性从左向右递减，其最高价氧化物对应水化物碱性递减，故碱性Mg(OH)2>Al(OH)3，D正确； 故选C。 7．B 解析：A．的中子数为：质量数-质子数=207-82=125,A正确； B．Pb是第六周期第IVA族元素，原子核外最外层有4个电子，B错误； C．和质子数相同，中子数不同，互为同位素，C正确； D．同主族元素，随着核电荷数增加，金属性增强，金属性：Pb>Si，D正确； 故答案为：B。 8．A 解析：A．最外层电子数为2 的元素不一定处于周期表第ⅡA族，He最外层电子数为2，而He为0族元素，故选A； B．第VⅡA族元素为F、Cl、Br、I都是非金属元素，故B不选； C．0族元素又称稀有气体，室温下都为气体，故C不选； D．碱金属元素的金属性很强，在自然界中都以化合态存在，故D不选。 答案选A。 9．C 解析：A．同主族上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性：S＜O，能用元素周期律解释，故A不符合题意； B．同周期非金属性逐渐增强，其气态氢化物的稳定性逐渐增强，因此气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3，能用元素周期律解释，故B不符合题意； C．同周期非金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物酸性逐渐增强，因此酸性：HClO4＞H2SO4，而酸性：HCl＞H2S不能用元素周期律解释，故C符合题意； D．同主族上到下金属性逐渐增强，因此还原性：K＞Na，能用元素周期律解释，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 10．A 解析：A．由氧化性：，根据“氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性”规律可推断通入水中可以发生反应：，故A项正确； B．比Na更活泼，在溶液中会先和水反应，故B项错误； C．卤族元素单质随着原子序数增大，沸点升高，故C项错误； D．、、、、同主族元素，从上往下，熔、沸点依次降低，故D项错误； 故选A。 二、填空题 11．(1)KOH (2) (3)PH3 (4)向溶液中加入过量的氨水(或加入氨水至沉淀不再增多)，过滤，将所得沉淀充分加热(灼烧) (5) 第四周期、ⅣA族 BD 【分析】根据元素在周期表中的位置，a是C元素、b是O元素、c是F元素、d是Na元素、e是Al元素、f是P元素、g是S元素、h是Cl元素、i是K元素。 解析：（1）同周期元素从左到右金属性减弱，同主族元素从上到下金属性增强，上述所有元素中K的金属性最强，元素金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性最强的水化物是KOH。 （2）电子层数相同，质子数越多半径越小，简单离子半径由大到小的顺序为； （3）同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素从上到下非金属性减弱，b、f、g中非金属性最弱的是P，简单氢化物中稳定性最弱的是PH3； （4）向NaCl、AlCl3的混合溶液中加入过量的氨水生成氢氧化铝沉淀，过滤，将所得氢氧化铝沉淀充分加热(灼烧)，氢氧化铝分解为氧化铝和水。 （5）①j是第32号元素，核外有4个电子层，最外层有4个电子，在周期表中的位置是第四周期、ⅣA族。 ②A．32号元素Ge为ⅣA族元素，其单质常温下为固体，故A错误； B．32号元素Ge在金属和非金属的分界线附近，单质可用于制半导体，故B正确； C．32号元素Ge，最外层有4个电子，其单质不可能具有强氧化性，故C错误； D．32号元素Ge的非金属性小于P，最高价氧化物对应水化物的酸性比H3PO4弱，故D正确； 选BD。 12．(1) (2)第四周期第ⅢA族 (3) +4 AsH3 (4) HF < (5)BD 解析：非金属性越强，对应氢化物越稳定；非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强；非金属性越强，对应氢化物的还原性越弱； （1）Cl-的离子质子数为17，核外电子数是18，结构示意图；； （2）Ga和Al同主族，在Al的下一个周期，处于周期表中即第四周期第ⅢA族； （3）Sn和碳同主族，最高价是+4价；As位于第VA族，最低负价是-3价，气态氢化物为AsH3； （4）①F的非金属性最强，则元素氢化物热稳定性最高的是HF； ②同周期从左向右非金属性增强，对应最高价含氧酸的酸性越强；则H3AsO4、H2SeO4的酸性为H3AsO4＜H2SeO4； （5）A．电子层越多、原子半径越大，则原子半径：In＞Se，故A错误； B．Se为非金属元素，In的金属性比Se强，故B正确； C．同主族从上到下金属性增强，则In的金属性比Al强，故C错误； D．In为+3价，Se为-2价，则硒化铟的化学式为In2Se3，故D正确； 故答案为BD。 13．(1)Cl (2)> (3)< (4) 解析：（1）原子序数为17的元素为氯元素，符号是Cl； （2）电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；二氧化碳中所含两种元素的原子半径大小：C>O； （3）同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，根据非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，则两种元素的气态氢化物的稳定性强弱：<HCl； （4）氮元素的简单气态氢化物为氨气，与其最高价氧化物对应的水化物硝酸相互反应生成硝酸铵，离子方程式为。 14． OH-＋H＋=H2O Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓ Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓ Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O 0.54g 80 1.5(或3∶2) 20(mL) 解析：0～a段没有生成沉淀，说明盐酸过量，加入的氢氧化钠与氯化氢反应；a～80段开始生成沉淀，加入80mL氢氧化钠溶液后沉淀达到最大量，此时溶液中的溶质为NaCl；80～90段氢氧化铝开始溶解，溶解氢氧化铝消耗了10mLNaOH，则氢氧化铝沉淀的物质的量为：2mol/L×0.01L＝0.02mol；当加入90mLNaOH溶液后氢氧化铝完全溶解，此时沉淀只有氢氧化镁， (1)①0～amL为氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水； ②amL～80mL为氢氧化钠分别于氯化铝和氯化镁反应生成氢氧化铝和氢氧化镁沉淀与氯化钠； ③80mL～90ml为氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水； (2)氢氧化钠的体积在80至90mL段内，所有的氢氧化钠用于溶解氢氧化铝，根据氢氧化钠的量确定氢氧化铝的量，根据原子守恒确定金属铝的量； (3)加入80mL氢氧化钠溶液时，溶质为NaCl，根据质量守恒可以计算出氯化氢的物质的量，再根据V＝计算出盐酸的体积； (4)由图得到氢氧化镁的质量，根据公式计算出氢氧化镁的物质的量，根据原子守恒确定金属镁的量； (5)根据金属镁和铝的物质的量算出氯化铝和氯化镁的物质的量，根据化学方程式算出氢氧化钠反应的物质的量，用公式算出体积，则a=80-氢氧化钠的体积，据此解答。 0～a段没有生成沉淀，说明盐酸过量，加入的氢氧化钠与氯化氢反应；a～80段开始生成沉淀，加入80mL氢氧化钠溶液后沉淀达到最大量，此时溶液中的溶质为NaCl；80～90段氢氧化铝开始溶解，溶解氢氧化铝消耗了10mLNaOH，则氢氧化铝沉淀的物质的量为：2mol/L×0.01L＝0.02mol；当加入90mLNaOH溶液后氢氧化铝完全溶解，此时沉淀只有氢氧化镁； (1)①0～amL为氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水，离子方程式为：OH-＋H＋=H2O； ②amL～80mL为氢氧化钠分别于氯化铝和氯化镁反应生成氢氧化铝和氢氧化镁沉淀与氯化钠，离子方程式为：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓； ③80mL～90ml为氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O； 故答案为：OH-＋H＋=H2O；Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓；Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O； (2)从横坐标80mL到90mL这段可以得出：n(Al(OH)3)＝n(NaOH)＝0.01L×2mol/L＝0.02mol，则n(Al)＝n(Al(OH)3)＝0.02mol，原混合物中铝的质量为：27g/mol×0.02mol＝0.54g；故答案为：0.54g； (3)加入80mL氢氧化钠溶液时，溶质为NaCl，则n(HCl)＝n(NaOH)＝2mol/L×0.08L＝0.16mol，盐酸的体积为：＝0.08L＝80mL；故答案为：80； (4)由图可知m(Mg(OH)2)=1.74g，则n(Mg)=n(Mg(OH)2)==0.03mol，==1.5；故答案为：1.5(或3∶2)； (5)根据元素守恒，n(MgCl2)= n(Mg) =0.03mol，n(AlCl3)=n(Al)=0.02mol，与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氢氧化铝两种沉淀时消耗的n(NaOH)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)==0.12mol，则V(NaOH)==0.06L=60mL，则与氯化氢反应的氢氧化钠的体积a=80mL-60mL=20mL，故答案为：20(mL)。 15．(1) Na2CO3 Na2SiO3 (2)CO2 + H2O + SiO= H2SiO3↓+ CO (3)S>C>Si (4)产生黄色沉淀 (5)Cl2+S2-=S↓+2Cl- (6)无尾气吸收装置 【分析】I．实验利用最高价含氧酸的酸性强弱比较中心元素非金属性强弱，A中装H2SO4，B中为Na2CO3等，二者反应生成二氧化碳，在C中反应生成硅酸，说明酸性：硫酸>碳酸>硅酸，元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强； II．利用图1装置比较Cl2和S单质的氧化性强弱，选择浓盐酸和KMnO4固体反应制取Cl2，Cl2与Na2S溶液反应生成S单质。 解析：（1）利用的是强酸制弱酸原理，用稀硫酸与碳酸盐反应生成CO2，再用碳酸与硅酸盐反应生成硅酸，所以B中可盛装Na2CO3等固体，C中可盛装Na2SiO3等溶液，故答案为：Na2CO3；Na2SiO3； （2）B中生成的CO2与C中硅酸盐溶液反应生成碳酸盐和硅酸沉淀，离子方程式为：CO2 + H2O + SiO= H2SiO3↓+ CO，故答案为：CO2 + H2O + SiO= H2SiO3↓+ CO； （3）通过实验，可知酸性：硫酸>碳酸>硅酸，元素最高价氧化物水化物酸性越强，元素的非金属性就越强，故元素非金属性强弱顺序为：S>C>Si，故答案为：S>C>Si； （4）利用浓盐酸和KMnO4固体反应制取Cl2，将Cl2通入Na2S溶液反应生成S单质，故C中观察到的现象是：产生黄色沉淀，故答案为：产生黄色沉淀； （5）Cl2与Na2S溶液发生氧化还原反应生成S单质，0价氯被还原为-1价，离子方程式为：Cl2+S2-=S↓+2Cl-，故答案为：Cl2+S2-=S↓+2Cl-； （6）因为Cl2有毒，C装置处于开放环境，未反应的氯气会泄漏污染空气，所以应有尾气吸收装置，故缺陷是：无尾气吸收装置，故答案为：无尾气吸收装置。 学科网（北京）股份有限公司 $$