内容正文:
阶段重点突破练(二)
优化探究
第1章 原子结构 元素周期律
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1.(2024·山东泰安高一检测)X、Y、Z三种元素原子具有相同的电子层数,已知其最高价氧化物对应水化物的酸性:H3XO4<H2YO4<HZO4。下列判断正确的是( )
A.非金属性:X>Y>Z
B.气态氢化物的稳定性:X>Y>Z
C.与氢气化合的难易程度:X>Y>Z
D.对应阴离子的还原性:X>Y>Z
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D
解析:非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性:H3XO4<H2YO4<HZO4,则非金属性:X<Y<Z,同周期元素的原子从左到右,原子半径逐渐减小、元素非金属性增强、氢化物的稳定性逐渐增强、阴离子还原性减弱,据此解答。非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性:
H3XO4<H2YO4<HZO4,则非金属性:X<Y<Z,故A错误;非金属性越强,氢化物越稳定,由于非金属性:X<Y<Z,所以气态氢化物的稳定性:X<Y<Z,故B错误;元素非金属性越强,其单质的氧化性越强,与氢气化合越容易,则与氢气化合的难易程度:X<Y<Z,故C错误;元素非金属性越强,阴离子的还原性越弱,由于非金属性:X<Y<Z,所以阴离子的还原性X>Y>Z,故D正确。
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2.(2024·山东潍坊高一检测)“中国天眼”探测到距离地球79光年的恒星光谱,经分析该恒星的组成元素有硅、磷、硫、铁等。下列有关说法正确的是( )
A.原子半径大小:Si<P<S
B.高纯硅常用于制造光导纤维
C.根据元素周期律判断酸性:H2SiO3<H3PO3<H2SO3
D.26Fe位于第4周期Ⅷ族
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解析:同一周期从左到右原子半径逐渐减小,因此原子半径大小:Si>P>S,故A错误;高纯硅常用于半导体材料、太阳能电池板和计算机芯片,二氧化硅常用于制造光导纤维,故B错误;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,H2SO3、H3PO3不是最高价氧化物对应水化物,无法比较H3PO3与H2SO3的酸性强弱,故C错误;Fe为26号元素,价电子排布式为3d64s2,位于第4周期Ⅷ族,故D正确。
3.根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测不合理的选项是( )
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选项 事实 推测
A Na与水剧烈反应,K与水反应更剧烈 Li与水反应比较缓慢
B CaSO4微溶于水,BaSO4难溶于水 SrSO4难溶于水(Sr与Ca、Ba同主族)
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是半导体材料,同族的Ge是半导体材料 ⅣA族的Sn和Pb是半导体材料
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解析:同主族从上往下金属性增强,与水反应的剧烈程度增强,所以Li与水反应比较缓慢,A正确;同一主族元素的性质相似,CaSO4微溶于水,BaSO4难溶于水,Sr与Ca、Ba位于同一主族,则SrSO4也难溶于水,B正确;同主族元素半径从上往下增大,与H形成的键能减弱,HCl在1 500 ℃时分解,HI在230 ℃时分解,推测HBr的分解温度介于二者之间,C正确;半导体材料的元素在金属与非金属交界处,Si是半导体材料,同族的Ge是半导体材料,二者都处在该交界处,ⅣA族的Sn和Pb没在该交界处,不是半导体材料,D错误。
4.(2024·四川遂宁高一检测)X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素,其原子半径与化合价的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.Q位于第3周期ⅠA族
B.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱
C.Y、Z最简单氢化物稳定性:Z>Y
D.Z与M的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
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C
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解析:由Y的最低化合价为-2价及其原子半径可推断Y为O元素;X的原子半径比氧的原子半径小且最高化合价为+1价,则X为H元素;M的最高价为+7价,最低价为-1价,则M为Cl元素;Z的原子半径小于氯元素,且最低价为-3价,最高价为+5价,则Z为N元素;Q的最高价为+1价,且Q的原子半径大于氯原子半径,但小于最高价为+2价的R,故Q为Na元素,R为Ca元素,据此分析解答。Q为Na元素,位于第三周期第ⅠA族,故A正确;X为H元素、Y为O元素、Z为N元素,组成的化合物可能是盐,如:NH4NO3,可能是碱:
NH3·H2O,故B正确;Y为O元素、Z为N元素,非金属性:O>N,最简单氢化物稳定性:H2O>NH3,故C错误;Z为N元素、M为Cl元素,其最高价氧化物对应的水化物分别为HNO3、HClO4,均为强酸,故D正确。
5.根据元素周期表及元素周期律,下列推断正确的是( )
A.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
B.ⅤA族元素的非金属性自上而下依次减弱
C.短周期元素形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构
D.周期表中的主族都有非金属元素
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B
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解析:位于金属和非金属分界线附近的元素,属于主族元素,而过渡元素包含副族元素与第Ⅷ族元素,A错误;同主族元素,随着原子序数增大,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小,导致其非金属性减弱,所以同主族元素的非金属性随着原子序数增大而减弱,则第ⅤA族元素的非金属性自上而下依次减弱,B正确;H元素、Li元素形成离子后达到2电子结构,不是8电子稳定结构,C错误;ⅡA族元素没有非金属,D错误。
6.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,它们在周期表中的位置如图所示。Z元素原子的最外层电子数与电子层数相同。下列说法中不正确的是( )
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B
X Y
Z W
A.X元素位于第2周期ⅤA族
B.原子半径由大到小的顺序为W>Z>Y>X
C.Z单质既能与盐酸又能与NaOH溶液反应
D.W单质可作半导体材料
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解析:X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,Z元素原子的最外层电子数与电子层数相同,Z为Al元素,由元素周期表结构可知,X为N,Y为O,W为Si,据此分析。N元素位于第2周期ⅤA族,A正确;同周期主族元素,从左往右原子半径依次减小,同主族元素,原子半径从上到下依次增大,则原子半径大小:Al>Si>N>O,B错误;金属Al既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应,C正确;Si是良好的半导体材料,D正确。
7.(2024·河南郑州高一检测)甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸。下列说法正确的是( )
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A
甲 乙
丙 丁 戊
A.原子半径:丁>戊>乙
B.乙和戊的最高化合价相同
C.甲的简单氢化物遇氯化氢有白烟产生
D.丙的最高价氧化物既能与强酸反应又能和强碱反应
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解析:戊的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸即硫酸,戊为S,根据各元素在元素周期表中的相对位置,甲是C、乙是O、丙是Si、丁是P,据此分析。同主族元素从上到下原子半径依次增大,同周期元素从左到右半径依次减小,原子半径:丁>戊>乙,故A正确;乙是O,无最高化合价,戊为S,最高化合价为+6,故B错误;甲是碳元素,简单氢化物CH4遇氯化氢不反应,无白烟,故C错误;丙的最高价氧化物为SiO2,与强酸不反应,故D错误。
8.(2024·河南郑州高一检测)元素周期表可以用于探寻各种元素间的内在联系。
(1)下列关于元素周期表的说法错误的是 (填字母,下同)。
A.门捷列夫按照原子的核电荷数由小到大排列制出了第一张元素周期表
B.元素周期表由三个短周期,四个长周期构成
C.在金属和非金属的分界线处寻找半导体材料
D.元素周期表中含有主族、副族、ⅤⅢ族、0族等十八个族
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(2)利用元素在周期表中的位置、结构、性质的关系,得出的结论正确的是 。
A.原子半径:Li>Na>K
B.酸性:H3PO4>H2SO4>HClO4
C.稳定性:H2Se>H2S>H2O
D.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
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(3)碳族元素包括:C、Si、Ge、Sn、Pb
①请完成CO2和KOH溶液恰好反应生成正盐的离子方程式 。
②写出Si在元素周期表中的位置 。由碳族元素结构特点,可推测Pb3O4中Pb的化合价为 。
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(4)卤族元素包括:F、Cl、Br、I、At(放射性元素)
①Br与F的原子序数的差值为 。
②已知某溶液中只含有Fe2+、Cl-、Br-、I-,且c(Cl-)∶c(Br-)∶c(I-)=
1∶1∶2,则c(Fe2+)∶c(Br-)= 。向其中通入一定量的氯气发生反应,当c(Fe2+)∶c(Cl-)=1∶4时,离子方程式为 。
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答案:(1)AD (2)D
(3)①CO2+2OH-===+H2O ②第3周期ⅣA族 +2和+4
(4)①26 ②2∶1 4I-+3Cl2+2Fe2+===2I2+6Cl-+2Fe3+
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解析:(1)俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一个纵行,制出了第一张元素周期表,而不是按核电荷数由小到大排列,故A错误;元素周期表中有7个周期、短周期为一、二、三周期,四、五、六、七为四个长周期,故B正确;在元素周期表的金属与非金属的分界线附近的元素的金属性和非金属性都较弱,常用于半导体材料,故C正确;元素周期表有16个族,7个主族、8个副族、1个0族,共18个纵行,故D错误。
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(2)电子层越多、原子半径越大,则半径:K>Na>Li,故A错误;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,非金属性:P<S<Cl,则酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4,故B错误;非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性:O>S>Se,所以简单氢化物的稳定性:H2O>H2S>H2Se,故C错误;同周期从左到右金属性逐渐减弱,其最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,则碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故D正确。
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(3)①少量二氧化碳和氢氧化钾溶液反应生成碳酸钾和水,离子方程式为CO2+2OH-===+H2O。
②硅元素是14号元素,原子核外有三个电子层,最外层为4个电子,位于周期表的第3周期ⅣA族;铅与碳是同族元素,最外层电子数为4,主要化合价为+2、+4,根据化合价代数和为零,则Pb3O4中Pb的化合价为+2、+4。
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(4)①Br原子序数为35,F的原子序数为9,差值为26。
②c(Cl-) ∶c(Br-) ∶c(I-)=1∶1∶2,根据电荷守恒可得c(Fe2+)∶c(Cl-) ∶
c(Br-) ∶c(I-)=2∶1∶1∶2,则c(Fe2+)∶c(Br-)=2∶1;还原性:I->Fe2+>Br-,向其中通入一定量的氯气,首先发生反应:2I-+Cl2===I2+2Cl-,I-反应完毕,再发生反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完毕,又发生反应:2Br-+Cl2===
Br2+2Cl-,当c(Fe2+)∶c(Cl-)=1∶4时,I-反应完全,Fe2+有一半参加反应,则离子方程式为4I-+3Cl2+2Fe2+===2I2+6Cl-+2Fe3+。
9.(2024·安徽蚌埠高一检测)某研究性学习小组同学设计以下实验来探究元素周期律。
Ⅰ.甲同学设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(表中“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。请你帮助该同学整理并完成实验报告:
实验目的:探究同周期元素性质递变规律。
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实验内容:
实验步骤 实验现象
①将镁条用砂纸打磨干净后放入试管中,加少量水加热至沸腾;再向溶液中滴加酚酞溶液 A.浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,溶液变成红色
②向Na2S溶液中滴加新制氯水 B.有气体产生,溶液变成浅红色
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实验步骤 实验现象
③将一小块金属钠放入滴有酚酞的冷水中 C.剧烈反应,迅速产生大量无色气体
④将镁条投入稀盐酸中 D.反应较快,产生无色气体
⑤将铝条投入稀盐酸中 E.生成淡黄色沉淀
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回答下列问题:
(1)填写与实验步骤对应的实验现象的编号:
实验步骤 ① ④
实验现象(填字母)
(2)实验②中发生反应的离子方程式为 。
(3)实验结论:(对金属性及非金属性进行分析) 。
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Ⅱ.乙同学利用如图装置探究同主族元素非金属性的变化规律。
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(4)仪器D的作用是 。
(5)证明非金属性:C>Si。在A中加浓盐酸,B中加CaCO3,C中加Na2SiO3溶液。若观察到C中 (填实验现象),即可证明非金属性:C>Si。A中发生反应的离子方程式为 。
(6)丙同学认为实验结论不正确,他认为应在B、D两个装置之间添加装有 的洗气瓶才能证明非金属性:C>Si,原因是 。
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答案:(1)B C
(2)S2-+Cl2===2Cl-+S↓
(3)随着原子序数的递增,同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
(4)防止倒吸
(5)有白色(胶状)沉淀生成 CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
(6)饱和NaHCO3溶液 CO2中含有杂质HCl,会对CO2与Na2SiO3反应产生干扰,所以在气体通入Na2SiO3溶液之前应除去杂质HCl
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解析:Ⅰ中探究同周期元素性质递变规律:对比③④⑤可知,Na、Mg、Al为同周期元素,随着核电荷数增大,从水或酸中置换出氢气的反应的剧烈程度依次减弱;由②可知,非金属性:Cl>S。因此可得结论为随着原子序数的递增,同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。Ⅱ中主要探究同主族元素非金属性的比较:最高价氧化物对应水化物酸性越强,则非金属性越强,据此分析。
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(1)①镁条用砂纸打磨后放入试管,加少量水加热至沸腾,发生反应生成氢氧化镁和氢气,再向溶液中滴加酚酞溶液,溶液变浅红色。
②向新制的Na2S溶液中滴加新制的氯水发生反应生成淡黄色沉淀硫单质。
③将一小块金属钠放入滴有酚酞的冷水,钠浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,溶液变成红色。
④将镁条投入稀盐酸中剧烈反应,迅速产生大量无色气体氢气。
⑤将铝条投入稀盐酸中,反应较快,产生无色气体氢气。
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(2)向新制的Na2S溶液中滴加新制的氯水发生反应生成淡黄色沉淀硫单质,说明非金属性:Cl>S,反应的离子方程式为S2-+Cl2===2Cl-+S↓。
(3)对比③④⑤可知,Na、Mg、Al为同周期元素,随着核电荷数增大,从水或酸中置换出氢气的反应的剧烈程度依次减弱;由②可知,非金属性:Cl>S。因此可得结论为随着原子序数的递增,同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
(4)仪器D的名称为球形干燥管,作用是防止倒吸。
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(5)证明非金属性:C>Si,在A中加浓盐酸,B中加CaCO3,C中加Na2SiO3溶液,盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,通入硅酸钠溶液中反应生成硅酸白色沉淀,装置A中反应的离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。
(6)由于生成的CO2中含有杂质HCl,会对CO2与Na2SiO3反应产生干扰,所以在气体通入Na2SiO3溶液之前应除去杂质HCl,因此应在B、D两个装置之间添加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶才能证明非金属性:C>Si。
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