内容正文:
第1章 章末综合提升
优化探究
第1章 原子结构 元素周期律
章末检测(一) 原子结构 元素周期律
1.判断正误
(1)(2023·广东卷)创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的2H与3H互为同位素。( )
(2)(2023·江苏卷) HHH都属于氢元素。( )
(3)(2024·浙江1月卷)中子数为10的氧原子O。( )
(4)(2023·河北卷)用He替代H2填充探空气球更安全,He的电子构型稳定,不易得失电子。( )
√
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√
√
2.(2022·山东卷改编OO的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:OHe―→OXOHe―→OY。下列说法正确的是( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
COO可用作示踪原子研究化学反应历程
DO2O2互为同素异形体
B
解析:根据质量守恒可知,X微粒为He,Y微粒为He。由分析可知,X微粒为He,根据质量数等于质子数加中子数可知,该微粒的中子数为4,A错误;由分析可知,X微粒为He,Y微粒为He,二者是具有相同的质子数和不同的中子数的原子,故互为同位素,B正确;由题干信息可知O与O的半衰期很短,故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C错误O2与O2为同种物质,D错误。
3.已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为 。下列原子中,与氟元素原子的化学性质相似的是( )
D
A B C D
解析:原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质,氟元素原子最外层电子数为7个,原子中最外层电子数为7的原子与氟原子化学性质相似。
4.(2024·福建泉州高一检测)据国外媒体报道,一项新的建模研究显示,地核中仍存有大量氦-3(3He),正在不断向外泄漏,以下关于3He的说法正确的是( )
A.是4He的同分异构体
B.与4He中子数相同
C.是4He的同位素
D.比4He少一个质子
C
解析:3He与4He是质子数相同、中子数不同的原子,两者互为同位素,故A错误;与4He中子数不相同,3He中子数为1,4He中子数为2,故B错误;3He是4He的同位素,故C正确;3He与4He质子数相同,中子数比4He中子数少一个,故D错误。
1.判断正误
(1)(2023·广东卷)“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气,Xe是ⅠA族元素。( )
(2)(2023·重庆卷)钇(原子序数比Fe大13)位于元素周期表的ⅢB族。( )
(3)(2022·湖南卷)化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表。( )
×
√
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2.A、B都是短周期元素,原子半径B>A,它们可形成化合物AB2,由此可以得出的正确判断是( )
A.原子序数:A>B
B.A和B可能在同一主族
C.A可能在第2周期ⅣA族
D.A肯定是金属元素
C
3.(2023·全国乙卷)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2-与Y2+具有相同的电子层结构。下列叙述正确的是( )
A.X的常见化合价有-1、-2
B.原子半径大小为Y>X>W
C.YX的水合物具有两性
D.W单质只有4种同素异形体
A
解析:W、X、Y为短周期元素,原子序数依次增大,简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构,则X为O,Y为Mg,W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生,则W为C,产生的气体为二氧化碳,氧的常见价态有-1价和-2价,如H2O2和H2O,A正确;W为C,X为O,Y为Mg,原子半径大小为Y>W>X,B错误;MgO的水化物为Mg(OH)2,没有两性,C错误;碳的同素异形体有金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等,D错误。
4.(2022·广东卷)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强酸。下列说法不正确的
是( )
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
C
解析:甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如题图所示;戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸,则戊为S或Cl,如戊为S,则甲为C,乙为O,丙为Si,丁为P;若戊为Cl,则甲为N,乙为F,丙为P,丁为S。同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,原子半径大小顺序是丁>戊>乙,故A正确;同一周期从左往右元素非金属性依次增强,则非金属性:戊>丁>丙,故B正确;由分析可知甲可能为N或C,则氢化物可能为氨气,或是碳的氢化物,如甲烷、乙烷等,CH4、乙烷与HCl不反应,遇氯化氢不一定有白烟生成,故C错误;由分析可知,丙可能为硅或磷,最高价氧化物对应的水化物为硅酸或磷酸,均能与强碱反应,故D正确。
1.判断正误
(1)(2023·辽宁卷)制粗硅:SiO2+2CSi+2CO。( )
(2)(2023·广东卷)千家万户通光纤,光纤的主要材质为Si。( )
(3)(2023·河北卷)Cl2通入淀粉-KI溶液中,溶液变蓝,氧化性:Cl2>I2。( )
√
×
√
2.(2023·天津卷改编)下列性质不能用于判断C、Si的非金属性强弱的是( )
A.元素的电负性
B.最高价氧化物的熔点
C.简单氢化物的热稳定性
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性
B
解析:电负性越大,元素的非金属性越强,故不选A;最高价氧化物的熔点,与化学键或分子间作用力有关,与元素非金属性无关,故选B;简单氢化物越稳定,元素非金属性越强,故不选C;最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素非金属性越强,故不选D。
3.(2021·全国乙卷改编)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族。下列结论正确的是( )
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.化合物XW为碱性氧化物
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
B
解析:由于月球土壤和地球土壤类似,所以月球土壤中应含有Si和O,结合原子序数依次增大,以及X、Y、Z同周期相邻,且均不与W同主族,四种元素原子的最外层电子数之和为15,可推知W、X、Y、Z分别为O、Mg、Al和Si。结合分析可知,W为O,X为Mg,Y为Al,Z为Si,A.同一周期从左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大小顺序为X>Y>Z>W,故A错误;B.XW为MgO,MgO为碱性氧化物,故B正确;C.Al为金属,属于导体,而Si单质为半导体材料,单质的导电性:Al>Si,即Y单质的导电性能强于Z单质的,故C错误;D.Z的氧化物的水化物为硅酸,非金属性Si<C,则酸性:硅酸<碳酸,故D错误。
4.(2021·浙江6月卷)已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如图所示,其中Y的最高化合价为+3。下列说法不正确的是 ( )
A.还原性:ZQ2<ZR4
B.X能从ZO2中置换出Z
C.Y能与Fe2O3反应得到Fe
D.M最高价氧化物的水化物能与其最低价氢化物反应
A
解析:A.ZQ2为CS2,ZR4为CCl4,CS2中硫的还原性强于CCl4中的氯元素,A错误;B.Mg和CO2发生下述反应:2Mg+CO22MgO+C,B正确;C.Al和Fe2O3发生铝热反应如下:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,C正确;D.M为N,N的最高价氧化物的水化物为HNO3,最低价氢化物为NH3,二者发生如下反应:HNO3+NH3===NH4NO3,D正确。
1.(2024·浙江1月卷)为回收利用含I2的CCl4废液,某化学兴趣小组设计方案如图所示,下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ中,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.试剂X可用硫酸
D.粗I2可用升华法进一步提纯
B
解析:由题给流程可知,向碘的四氯化碳溶液中加入碳酸钠溶液,碳酸钠溶液与碘反应得到含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,分液得到四氯化碳和溶液A;向溶液A中加入硫酸溶液,碘化钠和碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘,据此分析。由分析可知,步骤Ⅰ中,加入足量碳酸钠溶液发生的反应为碳酸钠溶液与碘反应得到含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,则充分反应后,上下两层均为无色,上层为含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,下层为四氯化碳,故A正确;四氯化碳的密度大于水,加入足量碳酸钠溶液充分反应后,上下两层均为无色,上层为含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,下层为四氯化碳,则分液时应从分液漏斗上口倒出溶液A,故B错误;由分析可知,向溶液A中加入硫酸溶液的目的是使碘化钠和碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘,则试剂X可用硫酸,故C正确;碘受热会发生升华,所以实验制得的粗碘可用升华法进一步提纯,故D正确。
2.(2024·福建厦门高一检测)海水资源非常丰富。某化学实验小组同学为了从海带中提取碘和海水提溴,进行以下实验:
Ⅰ.从海带中提取碘单质,实验流程如图:
已知:步骤⑥是用反萃取法从碘的四氯化碳溶液中提取碘。
回答下列问题:
(1)在进行步骤①之前,称取m g干海带,甲同学提出将海带先剪碎,然后用水浸泡、洗净、晾干放入 (填仪器名称)中灼烧至海带完全成灰烬。
(2)步骤④中,甲同学向溶液A中先滴加几滴淀粉溶液,未发现明显变化,再加入氯水后颜色变蓝,此反应的离子方程式是 ;乙同学认为使用酸化的H2O2溶液能更有利于提取碘,写出离子方程式: 。
(3)步骤⑤中用分液漏斗得到碘的四氯化碳溶液,其操作顺序是
(填字母)。
(4)将得到的单质碘,干燥、称量,其质量为n g,则海带中碘元素的含量为 。
Ⅱ.模拟用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程,如图:
请回答下列问题。
(5)将海水浓缩的方法是 。
(6)步骤②通入热空气吹出Br2,利用了Br2的 性质。
(7)步骤③反应的离子方程式是 ,从理论上分析,下列能代替SO2吸收溴的是 (填字母)。
A.NaOH B.Na2SO3
C.H2O D.FeCl2
答案:(1)坩埚
(2)Cl2+2I-===2Cl-+I2 2H++H2O2+2I-===2H2O+I2
(3)acbd
(4)×100%
(5)蒸发
(6)易挥发
(7)SO2+Br2+2H2O===4H+++2Br- ABD
解析:Ⅰ.在坩埚中灼烧干海带,再用蒸馏水浸泡海带灰,过滤得含I-的溶液A,再加入氧化剂,把I-氧化成I2,得到含碘溶液B,再用四氯化碳萃取分液,得到含碘的四氯化碳溶液C,最后用反萃取法从碘的四氯化碳溶液中提取碘,得到碘的悬浊液,过滤得到单质碘;Ⅱ.海水蒸发浓缩酸化得到浓缩海水,通入氯气氧化溴离子得到含溴单质的混合溶液,利用热空气吹出Br2,被二氧化硫吸收得到含HBr的混合溶液,通入氯气氧化得到溴单质,富集溴元素得到含Br2的混合溶液Ⅱ,蒸馏得到溴单质,据此分析解题。
(1)由题干流程图可知,将海带先剪碎,然后用水浸泡、洗净、晾干放入坩埚中灼烧。
(2)由分析可知,步骤④为加入氧化剂,把I-氧化成I2,淀粉遇I2变蓝,甲同学向溶液A中先滴加几滴淀粉溶液,发现未明显变化,再加入氯水后溶液颜色变蓝,说明氯水中氯气把I-氧化成I2,还原产物为Cl-,故此反应的离子方程式是Cl2+2I-===2Cl-+I2,乙同学认为使用稀硫酸和H2O2溶液能更有利于提取碘,其理由是:在酸性条件下,H2O2能氧化I-生成I2,且萃取时H2SO4和H2O2溶于水中,易与I2分离,发生的离子方程式为2H++H2O2+2I-===2H2O+I2。
(3)用分液漏斗得到碘的四氯化碳,先将混合物置于分液漏斗中,然后将分液漏斗下口朝上振荡,振荡时要把分液漏斗下口的旋塞打开排气,充分萃取之后,静置分层,然后将下层液体从下口放出,再把上层液体从上口倒出,所以操作顺序是acbd。
(4)根据题意,单质碘的质量为n g,即碘元素的质量为n g,干海带的质量为m g,故海带中碘元素的含量为×100%。
(5)海水通过蒸发浓缩得到浓缩海水,将海水浓缩的方法是蒸发。
(6)通入热空气吹出Br2,利用了Br2的挥发性。
(7)由分析可知,步骤③反应为SO2水溶液和Br2反应生成H2SO4和HBr,该过程的离子方程式是SO2+Br2+2H2O===4H+++2Br-,Br2具有较强的氧化性、酸性,从理论上考虑,NaOH溶液、FeCl2溶液、Na2SO3溶液也能充分吸收Br2,反应原理分别为Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O、2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-、Br2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2HBr。
章末检测(一) 原子结构 元素周期律
(满分:100分)
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一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列有关12C 和14C的说法中正确的是( )
A.12C和14C的质子数相同,互称为同位素
B.12C和14C的质量数相同,互称为同位素
C.12C和14C的质子数相同,是同一种核素
D.12C和14C的核外电子数相同,中子数不同,不能互称为同位素
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A
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解析:A.12C和14C的质子数相同,中子数不同,二者互称为同位素,A正确;B.12C和14C的质子数相同,中子数不同,因此质量数不同,B错误;C.12C和14C的质子数相同,但中子数不同,不是同一种核素,C错误;D.12C和14C的核外电子数相同,质子数相同,中子数不同,二者互称为同位素,D错误。
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2.用He原子轰击Al原子会产生质子,其核反应如下AlHe―→ SiH,下列有关说法中正确的是( )
A.Si的中子数和质子数相等
BAl和Al属于不同的核素
CH2和H2互为同位素
DAl和Si的L层电子数不同
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解析Si质子数是14,中子数为30-14=16,质子数和中子数不相等,A错误Al和Al质子数相同中子数不同,属于不同的核素,B正确H和H互为同位素,但H2和H2是同一种物质,C错误Al和Si的L层电子数均为8相同,D错误。
20
3.下列有关元素的说法正确的是( )
A.具有相同核电荷数的粒子一定是同种元素
B.第2周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7
C.同周期金属元素的化合价越高,其原子失电子能力越强
D.元素周期表中的117号元素(Ts)位于第7周期ⅦA族
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4.下列说法中,正确的是( )
A.H35Cl、H37Cl属于同素异形体
B.16O与18O的中子数不同,核外电子排布相同
C.稳定性:CH4>SiH4;还原性:HCl>H2S
D.K+、Ca2+、Mg2+的离子半径依次增大,还原性依次增强
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5.已知X、Y为短周期元素,两元素形成化合物XY2,已知其原子序数分别为a和b,则a不可能为( )
A.b+4 B.b-5
C.b+6 D.b+8
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6.下列说法正确的是( )
A.某微粒核外电子排布为2、8、8结构,则该微粒一定是氩原子
B.最外层电子达稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
C.F-、Na+、Mg2+、Al3+是与Ne原子具有相同电子层结构的离子
D.N与OH-具有相同的质子数和电子数
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7.下列物质在焰色试验中,火焰呈黄色的是( )
A.CuSO4 B.KOH
C.Na2CO3 D.MgCl2
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8.下列说法正确的是( )
①原子序数为15的元素的最高化合价为+3价
②ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素
③第2周期ⅣA族元素的原子质子数和中子数一定为6
④ⅠA族和ⅡA族的元素全部是金属元素
⑤元素周期表有7个周期、16个纵行
A.② B.①③⑤
C.①②⑤ D.③④
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9.氮化硅(Si3N4)是一种高温结构陶瓷材料,它硬度大、熔点高、化学性质稳定。合成氮化硅的一种工艺流程如图所示。下列说法正确的是( )
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已知:SiCl4在潮湿的空气中易水解,产生白雾
A.该流程中可循环使用的物质是NH3
B.第③步反应是氧化还原反应
C.Si3N4因为硬度大不属于无机非金属材料
D.第③步反应可用氨水代替NH3
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解析:石英砂与焦炭发生氧化还原反应生成粗硅,粗硅中硅单质与Cl2发生氧化还原反应生成SiCl4;SiCl4和氨气一定温度生成Si(NH)2,Si(NH)2高温下加热可得氮化硅,结合质量守恒可知,还生成氨气,据此分析。由分析可知,Si(NH)2高温下加热生成的氨气可以在③中循环利用,A正确;第③步反应中SiCl4和氨气一定温度生成Si(NH)2和HCl,不涉及元素化合价改变,不是氧化还原反应,B错误;Si3N4是无机物,属于新型无机非金属材料,C错误;已知:SiCl4在潮湿的空气中易水解,产生白雾,故不能用氨水代替氨气,D错误。
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10.短周期元素中,A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍;C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半;D元素原子最外层有1个电子,D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同,则这4种元素原子序数关系中正确的是( )
A.C>D>B>A B.D>B>A>C
C.A>D>C>B D.B>A>C>D
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11.下列关于化学观或化学研究方法的叙述中,错误的是( )
A.在化工生产中应遵循“绿色化学”的思想
B.在过渡元素中寻找优良的催化剂
C.利用金属与稀盐酸反应的快慢可以判断金属的活动性
D.根据元素周期律,由HClO4可以类推出氟元素也存在最高价氧化物的水化物HFO4
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12.工业上常用的一种海水提溴技术“吹出法”,利用了溴的强挥发性,其流程如下:
下列说法错误的是( )
A.“氧化”步骤中,用硫酸酸化,可提高Cl2的利用率
B.“吸收”中的离子方程式为SO2+Br2+2H2O===4H++S+2Br-
C.“吹出”和“吸收”两步骤的目的是富集溴元素
D.“蒸馏”前,常加入一定量FeBr2除去溴水中多余的Cl2
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解析:卤水通入氯气将溴离子氧化为溴单质,使用热空气将溴蒸出后使用二氧化硫吸收转化为HBr,再通入氯气将HBr氧化为溴单质,利用物质沸点的不同,采取蒸馏的方法将溴蒸出,据此分析。氯气、溴单质与水之间能发生反应,用硫酸酸化,使氯气、溴单质和水的化学平衡左移,可提高Cl2的利用率,也能减少溴单质与水的反应,A正确;二氧化硫具有还原性、溴具有氧化性,“吸收”过程所发生的反应为二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成硫酸和HBr,其离子方程式为SO2+Br2+2H2O===4H++S+2Br-,
B正确;“吹出”和“吸收”两步骤目的是富集溴,然后再被氧化,分离,C正确;“蒸馏”步骤,不需要加入FeBr2除去溴水中多余的Cl2,两者沸点不同,可以直接蒸馏得到溴,D错误。
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13.如图是元素周期表前4周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中,正确的是( )
A.常压下五种元素的单质中Z单质的沸点最高
B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C.W的简单氢化物还原性弱于Y的简单氢化物
D.Y元素的非金属性比W元素的非金属性强
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14.几种短周期元素的原子半径及主要化合价见表:
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A
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元素代号 K L M Q R T N
原子半径/nm 0.186 0.160 0.143 0.106 0.111 0.066 0.152
主要化合价 +1 +2 +3 +6、-2 +2 -2 +1
下列叙述正确的是( )
A.K、L、M三种元素的金属性逐渐减弱
B.T元素的化合价除了-2价,只有0价
C.Q元素的最高价氧化物为电解质,其水溶液能够导电
D.N在T单质中燃烧所生成的化合物是Na2O2
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解析:短周期元素,Q、T均有-2价,处于ⅥA族,Q有+6价且原子半径Q>T,故Q为S元素、T为O元素;L、R均有+2价,处于ⅡA族,原子半径L>R,故L为Mg、R为Be;M有+3价,原子半径大于硫,故M为Al;K、N均有+1价,处于ⅠA族,原子半径K>N>Al,故K为Na、N为Li,据此分析。同周期自左而右金属性减弱,故金属性Al<Mg<Na,故A正确;T为O元素,O元素的常见化合价为0价、-1价、-2价,故B错误;S元素的最高价氧化物为SO3,属于非电解质,故C错误;Li在O2中燃烧所形成的化合物为Li2O,故D错误。
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15.0.75 mol R中共有30 mol电子,则R在元素周期表中的位置是( )
A.第2周期ⅤA族
B.第2周期ⅥA族
C.第3周期ⅣA族
D.第3周期ⅦA族
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C
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解析:0.75 mol R中共有30 mol电子,则1 mol该离子中含有的电子数是=40 mol。所以R的质子数是40-2-8×3=14,即R是Si元素,在元素周期表中的位置是第3周期ⅣA族,故选C。
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二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16.(9分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。碘元素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下:
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(1)指出从海藻中提取I2的实验操作名称:① ,③ ;写出反应②的离子方程式 。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机溶剂是 (填字母)。
A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯
C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油
(3)为使海藻中的I-转化为碘的有机溶液,实验室里有坩埚、烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器,还缺少的仪器是 。
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过滤
萃取
2I-+Cl2===I2+2Cl-
B
分液漏斗、漏斗
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解析:(1)为了从悬浊液中分离出I-,采用过滤的实验操作方法;从I2的水溶液中把I2提取出来,采用萃取的实验操作方法。
(2)A中酒精,C中乙酸,D中甘油,都是易溶于水的物质,所以不能用于萃取碘。
(3)萃取分液所必需的仪器是分液漏斗,过滤时必需仪器有漏斗。
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17.(9分)有A、B、C、D、E五种短周期元素,已知相邻的A、B、C、D 四种元素原子核外共有56个电子,在周期表中的位置如图所示。E的单质可与酸反应,1 mol E单质与足量酸反应,在标准状况下能产生33.6 L H2;E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构完全相同。请回答下列问题:
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(1)写出下列元素的名称:
A ;D ;E 。
(2)画出C原子、A离子的结构示意图: 、 。
(3)C、E、A的简单离子半径: > > (用离子符号表示),B、C、D的最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序为 (用化学式表示)。
(4)向D与E形成的化合物的水溶液中滴加过量烧碱溶液的离子方程式为 。
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氧
氯
铝
S2-
O2-
Al3+
HClO4>H2SO4>H3PO4
Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
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解析:(1)设C的原子序数为x,则4x-8=56,x=16,则C为S、A为O、B为P、D为Cl,由题意可知,E为+3价金属,且E的阳离子与A的阴离子核外电子排布相同,故E为Al。(3)S与O同主族且原子序数:S>O,故S2->O2-;O2-与Al3+具有相同的核外电子排布且原子序数:Al>O,故O2->Al3+,其离子半径:S2->O2->Al3+。由于非金属性:P<S<Cl,则其最高价氧化物对应的水化物的酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4。(4)AlCl3与过量NaOH溶液反应的离子方程式为Al3++4OH-===[Al(OH)4]-。
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18.(12分)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,元素W的一种单质是熔点高、硬度大的宝石,Y的原子半径在所有短周期主族元素中最大。X和Z同主族,由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有刺激性气味的气体产生。回答下列问题:
(1)Y元素在周期表中的位置是 。
(2)Z元素是 ,由X和Z两种元素形成的化合物是 (填化学式)。
(3)四种元素中的 元素是形成化合物种类最多的元素。
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(4)某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(如表)。
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实验方案 实验现象
方案1:用砂纸打磨后的镁带与热水反应,再向反应后的溶液中滴入酚酞 A.浮于水面,熔成一个小球,在水面上无定向移动,随之消失,溶液变红色
方案2:向Na2S溶液中滴加新制氯水 B.产生气体,可在空气中燃烧,溶液变成浅红色
方案3:钠与滴有酚酞溶液的冷水反应 C.反应不十分强烈,产生的气体可以在空气中燃烧
方案4:镁带与2 mol·L-1的盐酸反应 D.剧烈反应,产生可燃性气体
方案5:铝条与2 mol·L-1的盐酸反应 E.生成白色胶状沉淀,既而沉淀消失
方案6:向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 F.生成淡黄色沉淀
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填写下列空格:
①实验目的: 。
②填写与实验方案相对应的实验现象:实验方案2对应的实验现象是 ;实验方案3对应的实验现象是 。(填上表中的符号A~F)
③得出规律:同周期元素从左到右 。
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答案:(1)第3周期ⅠA族 (2)硫(S) SO2、SO3 (3)碳(C) (4)①探究同周期元素的金属性和非金属性的递变规律 ②F A ③金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
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解析:短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,元素W的一种单质是熔点高、硬度大的宝石,则为碳元素,Y的原子半径在所有短周期主族元素中最大,则为钠元素。X和Z同主族,由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有刺激性气味气体产生,故X为氧元素、Z为硫元素。(1)Y为钠元素,在周期表中的位置是第3周期ⅠA族。(2)Z元素是硫(S),由X和Z两种元素形成的化合物是SO2、SO3。(3)有机物的种类繁多,四种元素中的碳(C)元素是形成化合物种类最多的元素。(4)①根据表中信息可知,实验目的为探究同周期元素的金属性和非金属性的递变
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规律。②实验方案2中向硫化钠溶液中滴加新制氯水,反应置换出硫单质,故对应的实验现象是生成淡黄色沉淀,答案选F;实验方案3中钠与滴有酚酞溶液的冷水反应,对应的实验现象是浮在水面,熔成一个小球,在水面上无定向移动,随之消失,溶液变红色,答案选A。③得出规律:同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
19.(10分)短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大,在周期表中Y分别与X、Z相邻。回答下列问题:
(1)若X、Y和Z的单质都为金属,Y与Z左右相邻,Z的单质被称为“国防金属”。则Y的单质在O2中燃烧产物的名称为 。
(2)若X、Y和Z位于同一周期,高纯度Y单质常用于制造太阳能电池。则除去Y的氧化物中所含X氧化物杂质的方法是 、过滤、洗涤、干燥。
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(3)若X原子最外层电子数是电子层数的2倍,Z与Y同主族,则X、Y、Z的简单气态氢化物中,最稳定的是 (填化学式)。
(4)若Y的原子序数等于X的2倍,T是Z的气态氢化物。
①写出Z2X的一种用途: 。
②M是短周期中原子半径最大的元素,由M、X、Y元素组成的一种化合物与T的水溶液反应产生刺激性气味的气体,溶液变浑浊。写出反应的离子方程式: 。
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答案:(1)过氧化钠 (2)加入稀硫酸(或盐酸),充分反应(其他合理答案也可) (3)NH3 (4)①作消毒剂 ②S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O
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解析:(1)Z的单质被称为“国防金属”,则Z是Mg,X、Y和Z的单质都为金属,短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大,Y与Z左右相邻,Y是Na,则Y的单质在O2中燃烧产物是过氧化钠。
(2)X、Y和Z位于同一周期,在周期表中Y分别与X、Z相邻,高纯度Y单质常用于制造太阳能电池,Y是Si,X是Al,二氧化硅不溶于稀硫酸(或盐酸),氧化铝溶于稀硫酸(或盐酸)。
(3)X原子最外层电子数是电子层数的2倍,X是C,Z与Y同主族,Y是N,Z是P,N的非金属性最强,其氢化物最稳定。
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(4)①Y的原子序数等于X的2倍,X是O,Y是S,Z是Cl,所以Z2X为Cl2O,是一种高效消毒剂。②M是短周期中原子半径最大的元素,M是Na,T是Z的气态氢化物,T是HCl,M、X、Y元素组成的一种化合物为Na2S2O3,与盐酸反应的离子方程式为S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O。
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20.(15分)A、B、C、D、E是位于短周期的主族元素。已知:A、B、C、E在同一周期,在该周期元素中,A的原子半径最大,B的离子半径最小;A与B质子数之和是D质子数的3倍;Cm-、E(m-1)-具有相同的电子层结构;热稳定性:HmD>HmC。依据上述信息用相应的化学用语回答下列问题:
(1)Cm-、E(m-1)-的还原性由弱到强的顺序为 (用离子符号表示),能证明其还原性强弱的离子方程式为 。
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(2)B单质与A的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为 。
(3)常温下,将CDm通入HmC溶液中,有C析出,写出该过程的化学方程式: 。
(4)在A、B、C、E单质中,符合下列转化关系的是 (填元素符号)。
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答案:(1)Cl-<S2- Cl2+S2-===S↓+2Cl-
(2)2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(3)SO2+2H2S===3S↓+2H2O (4)Na和S
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解析:已知A、B、C、E在同一周期且属于短周期,所属周期只能是第2周期或第3周期,又因为热稳定性HmD>HmC,从氢化物化学式可知D和C属于同一族,且D的非金属性强,D的原子序数小,因此D处于第2周期,A、B、C、E处于第3周期。因为A的原子半径在同周期中最大,所以A是钠元素,又因B的离子半径在同周期中最小,故B是铝元素,则D的原子序数==8,D是氧元素,C是硫元素。从C、E离子的电荷数[Cm-、E(m-1)-]看,E最外层比C的最外层多1个电子,所以E是氯元素。
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