4.1 原子结构与元素周期表 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

4.1 原子结构与元素周期表 同步练习题 一、选择题 1．如图是氯元素的价类二维图，a、b、c、d、e、f均为含氯元素的物质。下列叙述不正确的是 A．a、d溶液均具有酸性，且等浓度的a溶液比d溶液的酸性强 B．向部分变质的f中加入浓盐酸，反应中生成的气体既有b又有CO2 C．a和e反应能得到b，且反应不需要加热 D．化合物c的化学式为ClO2，可作自来水消毒剂，其在反应中氧化产物为 2．下列有关说法中正确的是 A．金刚石和石墨是由同一种元素组成的单质，二者互为同位素 B．粒子中含有的电子数为 C．核素中质子数和中子数相差146 D．某粒子的结构示意图为，可确定该粒子是 3．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA B．1.0mol/L的BaCl2溶液中含Cl-离子数目为2NA C．7.8gNa2O2中含有的阴离子数为0.2NA D．2gD2O和H218O混合物中所含中子数为NA 4．科技发展迅猛离不开材料的不断更新和优化。下列说法正确的是 A．“奋斗者”号万米深潜载人舱球壳所使用的钛合金属于金属材料 B．“华龙一号”核电站以铀为核裂变原料，U与U互为同素异形体 C．北京冬奥会场馆使用的CO2跨临界直冷制冰技术属于化学变化 D．飞船火箭使用偏二甲肼[(CH3)2N-NH2]作燃料，(CH3)2N-NH2属于烃类 5．氢有H、D和T三种原子，它们和、组成的氯化氢分子的种类是 A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 6．代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．氘化锂中含中子数为 B．%的乙醇溶液中含有氧原子数为 C．标准状况，由与组成的混合气体含有的氧原子数目为 D．与过量反应时，转移的电子数为 7．为防止废弃的硒单质(Sc)造成环境污染，通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒()，再用KI溶液处理回收Se．发生的反应为①、②。已知：Se元素的原子结构示意图为 。下列说法错误的是 A．硒元素在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族 B．反应②中KI为还原剂，Se为还原产物 C．氧化性由强到弱的顺序： D．反应①体现了浓硫酸的酸性和强氧化性，每生成0.1mol ，转移0.2mol电子 8．某粒子含有6个质子，7个中子，电荷为0，则它的化学符号是 A．13Al B．13Al C．13C D．13C 9．下列说法正确的是 A．同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同 B．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子组成 C．原子失去一个电子后的电子数与原子相同，所以变成原子 D．的质量数相同，它们互为同位素 10．核素的中子数是 A．8 B．16 C．18 D．10 二、填空题 11．有以下15种物质，请回答下列问题： ①石墨 ②氧化钠 ③葡萄糖 ④氨水 ⑤二氧化碳 ⑥碳酸氢钠 ⑦氢氧化钡溶液 ⑧胆矾 ⑨氯化氢 ⑩硫酸铝 ⑪稀硫酸 ⑫氯化银 ⑬硫酸氢钠 ⑭一氧化碳 ⑮金刚石 (1)其中在上述状态能导电的是 ； (2)属于电解质的是 ； (3)属于非电解质的是 ； (4)属于同素异形体的有 。 (5)写出⑥和⑬在水中反应的离子反应方程式： 。 (6)写出 ⑤通入⑦中的化学反应方程式： 。 (7)将少量⑨通入到④中，溶液导电能力变化 。(忽略溶液体积变化，填“增强”“减弱”“基本不变”) 12．按要求填空： (1)某元素原子K层和M层电子数相同，该元素的元素符号是 。 (2)核外有10个电子的+2价正离子的结构示意图是 。 (3)某元素原子M电子层的电子数为K、L电子层电子数和的一半，该元素的元素名称是 。 (4)已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A<B<C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断： ①写出三种元素的元素符号：A ，B ，C 。 ②分别画出这三种元素的原子结构示意图：A ，B ，C 。 13．(1)铁是人体中重要的微量元素，血红蛋白中存在 价铁；医学上常用硫酸亚铁糖衣片治疗贫血，药片上糖衣的作用是 。 (2)明矾可用作净水剂，写出硫酸铝钾的电离方程式 ；明矾能净水是因为Al3+的水解产物能吸附水中的悬浮杂质而沉降 。 (3)白炽灯用金属钨作灯丝是因为 。 (4)地壳中含量最多的金属是 ，人体中含量最多的金属是 。 14．有A、B、C、D四种元素，A元素是地壳中含量最多的金属元素；B元素的原子其M层电子数比L层少1个电子；C元素的原子得到2个电子，D元素的原子失去1个电子，所得到的微粒都具有与氖原子相同的电子层结构。回答下列问题： (1)上述四种元素的名称分别是A ；B ；C ；D 。 (2)画出A离子、C原子的结构示意图： ， 。 15．含氯化合物在生活生产中具有广泛作用。完成下列问题： (1)含氯产品①中钢瓶上应贴的标签为 。 A． B． C． D． (2)关于保存液氯、液溴的说法正确的是 。 A．液氯贮存在干燥的钢瓶中 B．液溴保存时需加入一些苯覆盖 C．常温下保存液氯应采用低压 D．液溴应保存在棕色的广口瓶中 漂白粉的消毒能力以酸化时释放出来的氯气量作标准，用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，以Cl%=×100%(有效氯含量)表示。 (3)漂白粉的有效成分为 (填写化学式)。实验证实，某批次的漂白粉的碱性明显大于正常情况下的漂白粉。原因是可能该批次的产品中混有较多的 (填写化学式)。 (4)现有一种漂白粉：Ca(OH)2•3CaCl(ClO)•nH2O的“有效氯”为40.4%，则式中n值应是 。 小宸同学在实验室制备、收集氯气，并进行氯水中相关物质的性质探究，回答下列问题。 I.制备并收集Cl2 (5)写出制备方程式 ，MnO2发生 反应(填写氧化或还原)。 (6)图1装置制备氯气中含有 和水蒸气，收集前需要通过装有 的洗气瓶除杂。 (7)有同学提出用图2装置制取氯气。 ①仪器X名称为 ； ②使用仪器X制备气体，优点在于 。 II.氯水相关物质的性质探究 (8)关于液氯与新制氯水叙述正确的是 。 A．都含有氯离子 B．都含氯分子 C．都是电解质 D．都能导电 (9)久置的氯水和新制的氯水相比较，下列结论正确的是 。 A．颜色相同 B．都能使有色布条褪色 C．都能使淀粉碘化钾试纸变蓝 D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀 III.验证氯水中HClO光照分解的产物 将图3新制氯水置于三颈瓶内，将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈瓶中，用强光照射氯水，进行实验并采集数据，获得相关变化曲线。 (10)若能够证明氯水中HClO在光照下发生了分解反应，则图4中纵坐标不可以表示的物理量是 。(注：酸性溶液中，c(H+)越大，pH越小，溶液酸性越强) A．氯水的pH B．氢离子的浓度 C．氯离子的浓度 D．氧气的体积分数 (11)氯水久置易变质，检验一瓶氯水是否已经完全变质，可选用的试剂是 。 A．硝酸银溶液 B．酚酞溶液 C．碳酸钠溶液 D．紫色石蕊溶液 【参考答案】 一、选择题 1．D 【分析】由氯元素的价类二维图可知，a、b、c、d、e、f分别为HCl、Cl2、ClO2、HClO、NaClO3、NaClO。 解析：A．a是HCI、b是HClO，二者均具有酸性，HCl是强酸，HClO是弱酸，等浓度的HCl溶液比HClO溶液的酸性强，A正确； B．f是NaClO，NaClO在空气中会部分变质，方程式为NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO，向部分变质的NaClO中加入浓盐酸，会发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，NaClO+2HCl=Cl2↑+NaCl+H2O，反应中生成的气体既有Cl2又有CO2，B正确； C．a是HCl，e是NaClO3，两者不需要加热就能发生反应，方程式为NaClO3+6HCl=3Cl2↑+NaCl+3H2O，C正确； D．化合物c的化学式为ClO2，可作自来水消毒剂，其在反应中还原产物为，D错误； 故答案为：D。 2．D 解析：A．金刚石和石墨是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故A错误； B．粒子的质子数为a，含有的电子数为a+n，故B错误； C．核素中质子数 为92、质量数为238，质子数和中子数相差238—92—92=54，故C错误； D．由粒子的结构示意图可知，该粒子为核电荷数为13，带有3个单位正电荷的铝离子，故D正确； 故选D。 3．D 解析：A．等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和相等，但是不一定为2NA，因为浓度、体积均未知，故A错误； B．溶液体积未知，无法由物质的量浓度求物质的量，无法计算氯离子个数，故B错误； C．7.8gNa2O2的物质的量为，而过氧化钠由2个钠离子和1个过氧根构成，故0.1mol过氧化钠中含0.1NA个阴离子，故C错误； D．D2O和H218O的摩尔质量均为20g/mol，故2g混合物的物质的量为，且两者均含10个中子，故0.1mol混合物中含中子为NA个，故D正确； 故选：D。 4．A 解析：A．钛合金是合金，属于金属材料，故A正确； B．U与U互为同位素，不互为同素异形体，故B错误； C．CO2跨临界直冷制冰技术没有新物质生成，属于物理变化，故C错误； D．(CH3)2N-NH2含有N元素，不属于烃，故D错误； 故选A。 5．C 解析：氢原子有三种同位素1H、2H、3H，即H、D、T，氯原子有两种同位素35Cl、37Cl，故氯化氢分子可能为：H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl，则形成的氯化氢分子的种类有6种，故选C。 6．A 解析：A．1分子中含有4个中子，氘化锂为0.25mol，含中子数为，A正确； B．%的乙醇溶液中乙醇为46g，乙醇为为1mol，乙醇分子含有氧原子数为；但是溶液中水也含有氧原子，故总的氧原子大于NA，B错误 ； C．标准状况，由与组成的混合气体中分子的物质的量为1mol，则含有的氧原子数目大于，C错误； D．2Na2O2~2e-，则与过量反应时，转移的电子数为，D错误； 故选A。 7．D 解析：A．硒元素为34号元素，在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族，A正确； B．反应②中KI中碘元素化合价升高发生氧化反应，KI为还原剂；中Se元素化合价降低发生还原反应，得到Se为还原产物，B正确； C．氧化剂氧化性大于氧化产物，由反应可知，氧化性由强到弱的顺序：，C正确； D．反应①是浓硫酸和非金属单质Se的反应，体现了浓硫酸的强氧化性，没有体现其酸性，D错误； 故选D。 8．C 解析：某粒子含有6个质子，7个中子，可以确定是6号元素碳，电荷为0，所以是质量数为13的碳原子,质量数应该写在元素符号左上角， A B D错误，故选C。 9．A 解析：A．质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，因此同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同，A正确； B．例如氕原子中没有中子，B错误； C．钠失去电子，带1个正电荷，变为钠离子，C错误； D．三者的质子数不同，是不同的元素，不是同位素，D错误； 故选A。 10．D 解析：核素O的质子数为8，质量数为18，中子数=18-8=10，D正确； 故选D。 二、填空题 11．(1)①④⑦⑪ (2)②⑥⑧⑨⑩⑫⑬ (3)③⑤⑭ (4)①⑮ (5) + H+=H2O+CO2↑ (6)Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O、Ba(OH)2+2CO2=Ba(HCO3)2 (7)增强 解析：(1)①石墨含有自由电子，能导电；④氨水、⑦氢氧化钡溶液、⑪稀硫酸都含有自由移动的离子，都能导电；故能够导电的物质序号是①④⑦⑪； (2)②氧化钠、⑥碳酸氢钠、⑧冰醋酸、⑨氯化氢、⑩硫酸铝、⑫氯化银、⑬硫酸氢钠，都是化合物，在熔融状态或者水溶液中能导电，都是电解质；故属于电解质的物质序号是②⑥⑧⑨⑩⑫⑬； (3)③酒精、⑤二氧化碳、⑭一氧化碳都是化合物，本身不能电离产生自由移动的离子，属于非电解质；故属于非电解质的是③⑤⑭； (4)①石墨、⑮金刚石是由C元素形成的不同性质的单质，二者互为同素异形体，故属于同素异形体的物质序号是①⑮； (5)⑥碳酸氢钠和⑬硫酸氢钠在水中发生反应的离子方程式是 + H+=H2O+CO2↑； (6)⑤二氧化碳和⑦氢氧化钡溶液反应的化学方程式有两种情况，一种是二氧化碳不过量：Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O,一种是过量：Ba(OH)2+2CO2=Ba(HCO3)2； (7)④是氨水，⑨是氯化氢，将少量HCl通入氨水中，发生反应：HCl+NH3·H2O=NH4Cl+H2O，NH3·H2O是弱电解质，电离产生自由移动的离子浓度很小，溶液导电能力较弱，二者反应后产生的NH4Cl是强电解质，完全电离产生自由移动的离子，使溶液中自由移动的离子浓度增大，故反应后溶液的导电能力增强。 12．(1)Mg (2) (3)磷 (4) C Si Cl 解析：(1)已知某元素原子K层和M层电子数相同，则K层电子数为2，L层电子数为8，M层电子数为2，核外电子数为12，它是镁元素，该元素的元素符号是Mg； (2)核外有10个电子的+2价正离子，该原子的核电荷数为12，其离子的结构示意图是； (3)原子排布规律：K层有2个电子，L层有8个电子，某元素原子M电子层的电子数为K、L电子层电子数和的一半，所以M层有5个电子，原子核外电子总数为15，属于磷元素； (4)已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A<B<C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，所以A原子核外电子排布为2,4，为C元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，所以B原子核外电子排布为2,8,4，为Si元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，且原子序数大于B小于18，所以C原子核外电子排布为2,8,7，为Cl元素； ①由以上分析可知，A为C，B为Si，C为Cl； ②碳原子的核电核数为6，原子结构示意图：；硅原子的核电荷数为14，原子结构示意图：；氯原子的核电荷数为17，原子结构示意图：。 13． +2 保护层的作用，防止硫酸亚铁被氧化 KAl(SO4)2=K+ + Al3+ + 2SO Al(OH)3 钨是熔点最高的金属 铝(Al) 钙(Ca) 解析：(1)铁是人体中重要的微量元素，血红蛋白中存在+2价铁，硫酸亚铁不稳定，易被氧化，因此在药片上包上糖衣，所以糖衣的作用为保护层，防止硫酸亚铁被氧化； (2)硫酸铝钾的电离方程式为：KAl(SO4)2→ K+ + Al3+ + 2SO42-；明矾净水的原理为Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+ 3H+； (3)白炽灯用金属钨作灯丝是因为钨是熔点最高的金属； (4)地壳中含量最多的金属是铝，人体中含量最多的金属是钙。 14．(1) 铝 氯 氧 钠 (2) 【分析】A元素是地壳中含量最多的金属元素，所以A是Al；B元素的原子其M层电子数比L层少1个电子，所以B为Cl；C元素的原子得到2个电子，所得到的微粒具有与氖原子相同的电子数，所以C比氖原子少2个电子，即C为O；D元素的原子失去1个电子，所得到的微粒具有与氖原子相同的电子数，所以D比氖原子多1个电子，所以D为Na。 解析：（1）由分析可知，四种元素名称分别是铝、氯、氧、钠； （2）A离子Al3+，其离子结构示意图为；C原子为O原子，其原子结构示意图为。 15．(1)C (2)A (3) Ca(ClO)2 Ca(OH)2 (4)4 (5) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑ 还原 (6) HCl 饱和食盐水、浓硫酸 (7) 恒压滴液漏斗 可平衡气压，使浓盐酸顺利滴下 (8)B (9)D (10)A (11)D 解析：（1）①是氯气，氯气是有毒气体，选C； （2）A．常温下氯气与铁不反应，故液氯贮存在干燥的钢瓶中，A正确； B．溴易挥发、易溶于苯，液溴保存时加入一些苯无法覆盖，B错误； C．常温下保存液氯应采用高压，C错误； D．液溴应保存在棕色的细口瓶中并加适当蒸馏水液封，D错误； 选A； （3）将氯气通入冷的石灰乳中制备漂白粉，漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，漂白粉的碱性明显大于正常情况下的漂白粉，则原因是可能该批次的产品中混有较多的Ca(OH)2； （4）漂白粉酸化产生氯气的反应方程式为Ca(OH)2•3CaCl(ClO)•nH2O+8H+=3Cl2↑+4Ca2++(n+5)H2O，由题意，解得n=4； （5）实验室利用共热MnO2和浓盐酸的方法制备氯气，制备方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑，Mn价态降低，MnO2发生还原反应； （6）浓HCl易挥发，图1装置制备氯气中含有HCl和水蒸气，收集前需要通过装有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除杂； （7）①仪器X名称为恒压滴液漏斗； ②使用仪器X制备气体，优点在于可平衡气压，使浓盐酸顺利滴下； （8）A．液氯中只有Cl2，没有氯离子，A错误； B．液氯与新制氯水都含氯分子，B正确； C．液氯是单质，氯水是混合物，二者均不是电解质，C错误； D．液氯不导电，D错误； 选B； （9）新制的氯水存在三分子四离子：Cl2、H2O、HClO、H+、OH-、Cl-、ClO-，久置的氯水是HCl溶液： A．新制氯水因含Cl2呈淡黄绿色，久置氯水为无色，颜色不相同，A错误； B．新制氯水因含HClO具有漂白性，久置氯水没有漂白性，B错误； C．新制氯水有强氧化性，可以氧化KI生成碘单质，能使淀粉碘化钾试纸变蓝，久置氯水则不能，C错误； D．新制氯水和久置氯水均含Cl-，加AgNO3溶液都能生成白色沉淀，D正确； 选D； （10）HClO在光照下发生分解生成氧气和HCl： A．HClO转化为HCl，pH减小，图4纵坐标不可以表示氯水的pH，A符合题意； B．氢离子的浓度逐渐增大，图4纵坐标可以表示氢离子的浓度，B不符合题意； C．氯离子的浓度逐渐增大，图4纵坐标可以表示氯离子的浓度，C不符合题意； D．HClO分解产生了氧气，氧气的体积分数逐渐增大，图4纵坐标可以表示氧气的体积分数，D不符合题意； 选A； （11）新制的氯水存在三分子四离子：Cl2、H2O、HClO、H+、OH-、Cl-、ClO-，久置的氯水是HCl溶液，检验一瓶氯水是否已经完全变质实质是检验氯水是否还含有HCl之外的成分： A．氯水和久置氯水均含Cl-，加AgNO3溶液都能生成白色沉淀，A不行； B．氯水、久置氯水遇酚酞溶液均不变色，B不行； C．氯水、久置氯水遇碳酸钠溶液均产生气泡，C不行； D．氯水遇紫色石蕊溶液先变红后褪色，若完全变质则变红，D行； 选D。 学科网（北京）股份有限公司 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