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．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表所示，下列说法正确的是 元素代号 X Y Z M R 原子半径() 1.60 1.86 0.77 0.75 1.02 主要化合价 +2 +1 +4，-4 +5，-3 +6，-2 A．最简单氢化物的稳定性：Z>R B．氢化物的沸点高低顺序为：M>Z C．煤的干馏产品中含M的简单氢化物 D．最高价氧化物对应水化物的碱性强弱顺序为：X>Y 2．下列实验操作、现象及结论均正确的是 选项 操作 现象 结论 A 向紫色石蕊溶液中通入Cl2 溶液先变红后褪色 氯气有漂白性 B 向Na2SiO3溶液中通入SO2 溶液变浑浊 非金属性：S＞Si C 向酸性MnSO4溶液中加入NaBiO3固体 溶液变为紫红色 氧化性：BiO＞MnO D 相同温度下，将相同大小钠块分别加到醋酸和乙醇中 生成氢气的速率：醋酸＞乙醇 结合质子能力：CH3COO-＞C2H5O- A．A B．B C．C D．D 3．下列化合物中，酸性最弱的是 A． B． C． D． 4．下列离子方程式书写正确的是 A．向溶液中通入过量的： B．将少量新制的氯水加入到饱和溶液中： C．在沸水中滴加饱和溶液，煮沸至溶液呈红褐色： D．在溶液中滴加稀硝酸： 5．下列关于元素性质的比较，正确的是 A．金属性强弱： B．原子半径大小： C．非金属性强弱： D．最高正化合价： 6．在强碱性溶液中，下列离子能大量共存的是 A．Na+、Al3+、NO、Cl- B．Na+、SO、Cl-、NH C．K+、Cl-、Na+、HCO D．S2-、NO、Na+、K+ 7．下列元素原子的原子半径最小的是 A．Cl B．Mg C．Na D．S 8．短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序数依次增大，这几种元素形成的一种化合物的结构如图所示。Z原子的核外最外层电子数与X原子核外电子总数相等，W的原子半径在周期表中最小。下列有关叙述错误的是 A．Z与Q形成的某种化合物可做呼吸面具的供氧剂 B．简单氢化物的稳定性： C．最高价氧化物对应水化物的酸性： D．由W、X、Y、Z四种元素组成的化合物均含离子键、共价键 9．短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y是短周期中金属性最强的元素，Z与X位于同一主族。下列叙述正确的是 A．原子半径： B．X的简单气态氢化物的热稳定性比Z弱 C．X、Y、Z三种元素只能形成一种化合物 D．Y形成的最高价氧化物的水化物是弱碱 10．某元素X的气态氢化物化学式为H2X，下列叙述不正确的是 A．该元素的原子最外电子层上有6个电子 B．该元素最高价氧化物的化学式为XO2 C．该元素是非金属元素 D．该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO4 二、填空题 11．比较下列微粒半径的大小(用“＞”或“”填空)： (1)Na_____Mg_____Cl， (2)Li________Na_________K， (3)Na+______Mg2+________Al3+， (4)F－_____Cl－_________Br－， (5)Cl－______O2−______Na+____Mg2+， (6)Fe2+ Fe3+ 12．回答下列问题： (1)写出正丁烷的结构简式： ； (2)胆矾晶体遇浓硫酸变白，体现了浓硫酸的 性； (3)写出铁和氯化铁溶液反应的离子方程式 ； (4)根据所学的知识，试解释比热稳定性强的原因 。 13．有A、B、C、D四种均含有铝元素的化合物，它们之间存在如下的反应关系： (1)A+NaOH=D+H2O (2)B= A+H2O (3)C+NaOH(适量)= B+NaCl (4)C+D+H2O= B+NaCl 则A是 、B是 、C是 、D是 。 14．将5.1g的氧化铝溶于一定浓度的500mL 的盐酸中，充分反应后，再逐滴加入0.5mol/L 的氢氧化钠溶液，反应过程中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，试计算： （1）最大沉淀的质量。 （2）沉淀最大时耗用多少毫升氢氧化钠溶液？ （3）当沉淀从最大值到恰好完全消失时，耗用多少毫升的氢氧化钠溶液？ （4）原盐酸溶液的物质的量浓度是多少？ 15．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)将将Na、K、Mg、Al各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果： 与盐酸反应最剧烈， 与盐酸反应产生的气体最多(填元素符号)。 (2)向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： 。 Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律 (3)仪器A的名称为 。 (4)实验室中现有药品：①酸稀盐酸；②酸稀硝酸；③液溶液；④固体，请选择证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？ 。 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 。 (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：(已配平)。试指出A的化学式 ，如此反应中有6.72L(标准状况)气体生成，转移电子数目为 。 【参考答案】 一、选择题 1．B 【分析】短周期元素中，R有+6、−2价，处于ⅥA族元素，则R为S元素、X、Y化合价分别为+2、+1价，则分别处于ⅡA族、IA族，且原子半径 Y＞X＞硫，故X为Mg、Y 为Na；M有+5、−3价，处于ⅤA族，原子半径小于硫的，故M为N元素，Z半径大于M小于X、Y，且化合价+4、-4，则Z为C，据此分析解答； 解析：A．Z、R分别为C、S，非金属性C＜S，则气态氢化物稳定性：CH4＜H2S，，A不正确； B．M、Z分别为C、N，氨气可以形成分子间氢键，氢化物的沸点高低顺序为：NH3>CH4，B正确； C．M为N，煤干馏得到的产品主要有焦炭、煤焦油、粗苯、焦炉煤气、粗氨水等，不含C的简单氢化物，C不正确； D．X、Y、Z分别为Mg、Na，最高价氧化物的水化物分别为Mg(OH)3、NaOH，对应水化物的碱性强弱顺序为：Mg(OH)3<NaOH，D不正确； 故选B。 2．C 解析：A．向紫色石蕊溶液中通入Cl2，Cl2和水反应生成HCl和HClO，溶液呈酸性所以先变红，后褪色的原因是HClO具有漂白性，故A错误； B．向Na2SiO3溶液中通入SO2产生硅酸沉淀，溶液变浑浊，说明酸性：H2SO3>H2SiO3，H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，不能证明非金属性：S＞Si，故B错误； C．向酸性MnSO4溶液中加入NaBiO3固体，溶液变为紫红色，说明BiO将Mn2+氧化为MnO，则氧化性：BiO＞MnO，故C正确； D．相同温度下，将相同大小钠块分别加到醋酸和乙醇中，生成氢气的速率：醋酸＞乙醇，说明电离H+（质子）能力：CH3COOH＞C2H5OH，则结合质子能力：CH3COO-<C2H5O-，故D错误； 故选C。 3．B 解析：非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，非金属性是S＞P＞C＞Si，则酸性最弱的是硅酸。 答案选B。 4．A 解析：A．是弱碱，不能被弱碱溶液溶解，A正确； B．与过量的不能大量共存，B错误； C．在沸水中滴加饱和溶液，煮沸至溶液呈红褐色，生成的是胶体，而不是沉淀，C错误； D．稀硝酸具有强氧化性，能与发生氧化还原反应，不可能生成和S，D错误； 故选A。 5．C 解析：A．同一周期主族元素，从左往右金属性逐渐减弱，因此金属性强弱：Mg>Al，A错误； B．同一主族元素，从上往下原子半径逐渐增大，因此原子半径大小：S>O，B错误； C．同一主族元素，从上往下非金属性逐渐减弱，因此非金属性：F>Cl，C正确； D．碳的最高化合价为+4价，氮的最高化合价为+5，D错误； 答案选C。 6．D 解析：强碱性溶液中存在大量OH-， A． OH-与Al3+反应生成氢氧化铝沉淀，不能大量共存，故A错误； B．OH-与NH反应生成一水合氨，不能大量共存，故B错误； C．OH-与HCO反应生成碳酸根离子和水，不能大量共存，故C错误； D．在强碱性溶液中，离子之间均不反应，故能大量共存，故D错误； 故选D。 7．A 解析：电子层数相同，质子数越多半径越小，原子半径Na> Mg > S > Cl ，原子半径最小的是Cl ，故选A。 8．D 解析：结合结构分析，W形成一个共价键，W为氢元素，X形成四个共价键，X为碳元素，Y形成三个共价键，Y为氮元素，Z形成两个共价键，Z为氧元素，Q形成+1价，为钠元素。据此解答。 A．钠和氧形成的过氧化钠可以做呼吸面具的供氧剂，A正确； B．根据同一周期，从左到右，非金属性增强，非金属性越强，氢化物越稳定分析，简单氢化物的稳定性：H2O>NH3>CH4，B正确； C．根据同一周期，从左到右，非金属性增强，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强分析，最高价氧化物对应水化物的酸性：硝酸大于碳酸，C正确； D．由氢、碳、氮、氧四种元素组成的化合物可能为碳酸铵或尿素，前者含有离子键和共价键，后者只有共价键，D错误； 故选D。 9．A 【分析】X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则元素X为O；Y是短周期中金属性最强的元素，则元素Y为Na；Z与X位于同一主族，则元素Z为S； 解析：A．根据同周期从左到右主族元素的原子半径逐渐减小，同主族从上到下元素的原子半径逐渐增大，则原子半径，A正确； B．O、S处于同主族，同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，则X(O)的简单气态氢化物的热稳定性比Z(S)强，B错误； C．O、S、Na形成Na2SO4、Na2SO3，C错误； D．Y(Na)形成的最高价氧化物的水化物是NaOH，NaOH是强碱，D错误； 故选A。 10．B 解析：A．根据元素X的化学式H2X，元素X显－2价，位于周期表中第ⅥA族，原子最外层有6个电子，故A正确； B．根据A项，元素X最低负价为－2价，则最高正价为+6价，最高价氧化物的化学式为XO3，故B错误； C．一般情况下，存在气态氢化物的为非金属元素，故C正确； D．根据B项分析，最高正价为+6价，则最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO4，故D正确； 答案选B。 二、填空题 11．(1)Na＞Mg＞Cl (2)Li＜Na＜K (3)Na+＞Mg2+＞Al3+ (4)F－＜Cl－＜Br－ (5)Cl－＞O2−＞Na+＞Mg2+ (6)Fe2+＞Fe3+ 解析：（1）根据同周期从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径Na＞Mg＞Cl ；故答案为：Na＞Mg＞Cl。 （2）根据同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径Li＜Na＜K；故答案为：Li＜Na＜K。 （3）根据同电子层结构核多径小，则离子半径Na+＞Mg2+＞Al3+；故答案为：Na+＞Mg2+＞Al3+。 （4）根据同主族从上到下阴离子半径逐渐增大，则离子半径F－＜Cl－＜Br－；故答案为：F－＜Cl－＜Br－。 （5）根据层多径大，同电子层结构核多径小，则离子半径Cl－＞O2−＞Na+＞Mg2+；故答案为：Cl－＞O2−＞Na+＞Mg2+。 （6）根据相同原子失去电子越多，半径越小，则离子半径Fe2+＞Fe3+；故答案为：Fe2+＞Fe3+。 12．(1) (2)吸水性 (3) (4)形成的键的键能大于键的键能，键能越大，分子越稳定，所以水更稳定；或氧原子的半径小于硫原子，与氢原子形成的共价键键长比较短键能比较大，所以分子更稳定 解析：（1）正丁烷的结构简式为；故答案为。 （2）胆矾为蓝色晶体，加入浓硫酸后，胆矾遇见浓硫酸会变成白色粉末，即无水硫酸铜，因为浓硫酸把胆矾中的结晶水给吸收了，体现了浓硫酸的吸水性；故答案为吸水性。 （3）铁和氯化铁溶液反应生成亚铁离子，离子方程式为；故答案为。 （4）由于形成的键的键能大于键的键能，键能越大，分子越稳定，所以水更稳定；或氧原子的半径小于硫原子，与氢原子形成的共价键键长比较短键能比较大，所以分子更稳定；故答案为形成的键的键能大于键的键能，键能越大，分子越稳定，所以水更稳定；或氧原子的半径小于硫原子，与氢原子形成的共价键键长比较短键能比较大，所以分子更稳定。 13．氧化铝 氢氧化铝 氯化铝 偏铝酸钠 解析：A、B、C、D四种均含有铝元素的化合物，B→A+H2O，则B是Al(OH)3，A是Al2O3，Al2O3+2NaOH= 2NaAlO2+ H2O，所以D是NaAlO2；C+NaOH(适量)→B+NaCl，则C中除含Al元素外，还含有Cl，所以C是AlCl3。根据以上分析可得A是氧化铝、B是氢氧化铝、C是氯化铝、D是偏铝酸钠，故答案为：氧化铝；氢氧化铝；氯化铝；偏铝酸钠。 14．8g 840mL 200mL 0.84mol/L 【分析】从图中能得到的信息：盐酸溶解铝是过量的，所以加入氢氧化钠以后先中和过量的盐酸，然后才与铝离子沉淀；至氢氧化铝完全沉淀后，再溶解成NaAlO2，由此分析解答。 解析：(1)根据铝守恒可知：Al2O3∼2Al(OH)3 102 2×78 5.1g m 所以=，解之得：m=7.8g， 答案为：7.8g； (2) Al(OH)3的物质的量为=0.1mol，铝离子和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀的关系为： 3NaOH∼Al(OH)3 3 1 n(NaOH) 0.1 mol 解之得：n(NaOH)=0.3mol， 由图可知，中和盐酸消耗氢氧化钠溶液240mL， 沉淀最大时消耗NaOH为V=240mL+×103mL=840mL， 答案为：840mL； (3)当沉淀从最大值到恰好完全消失时，根据反应： Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 1 1 0.1 mol n(NaOH) 解之得：n(NaOH)=0.1mol 当沉淀从最大值到恰好完全消失时，耗用氢氧化钠溶液的体积为=200mL， 答案为：200mL； (4)最大沉淀时,溶液是单一溶质NaCl，此时n(HCl)=n(NaOH)，c(HCl)==0.84mol/L， 答案为：0.84mol/L。 15．(1) K Al (2)S2-+Cl2=2Cl-+S↓ (3)分液漏斗 (4) 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 (5) (6) 0.6NA或 【分析】II.要证明非金属性：N＞C＞Si，则利用此装置证明最高价氧化物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，证明非金属性：N＞C，可以通过硝酸和碳酸钠反应生成二氧化碳来证明，硝酸有挥发性，干扰碳酸与硅酸的强弱比较，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，据此分析解答。 III.根据氧化还原反应中电子转移守恒配平方程式，根据反应中元素化合价变化结合气体摩尔体积计算转移电子数。 解析：（1）金属性由强到弱的顺序为：钾＞钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钾，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3mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝，故答案为：K；Al； （2）氯气能够与硫离子反应生成硫，所以氯气氧化性强于硫单质，反应的离子方程式为：Cl2+S2-=S↓+2Cl-，故答案为： Cl2+S2-=S↓+2Cl-； （3）根据图示仪器结构分析，A为分液漏斗，故答案为：分液漏斗； （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，然后的CO2通入C中的Na2SiO3中，可以发生反应：Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3，离子反应为：+CO2+H2O=H2SiO3↓+，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、④；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；故答案为：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； （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偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为； （6）H2O2具有氧化性，将KCN中C氧化为+4价，再根据原子守恒判断A的化学式为KHCO3；n(NH3)=，则转移的电子数为，即0.6NA；故答案为：KHCO3；0.6NA或3.612×1023。 学科网（北京）股份有限公司 $$