内容正文:
(本卷满分100分)
一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列关于Co的说法中,正确的是( )
A.质子数是27 B.电子数是33
C.中子数是60 D.质量数是87
解析 根据原子构成,左下角为质子数,Co的质子数为27,故A正确;对原子来说,质子数等于核外电子数,即该核素的电子数为27,故B错误;中子数=质量数-质子数=60-27=33,故C错误;左上角为质量数,即质量数为60,故D错误。
答案 A
2.有六种微粒,它们分别是M、N、X、Q+、Y2+、Z-,它们所属元素的种类为( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
解析 质子数(Z)决定元素的种类,M、Q+表示K元素形成的微粒,N、Y2+表示Ca元素形成的微粒;X表示Ar原子,Z-表示Cl-离子,共有4种元素种类,B正确。
答案 B
3.下列关于元素周期表的说法正确的是( )
A.ⅠA族元素全部是金属元素,叫作碱金属元素
B.原子最外电子层只有2个电子的元素不一定是金属元素
C.0族元素所有原子的最外层电子数都是8个
D.短周期元素全是主族元素
解析 ⅠA族元素中氢元素为非金属元素,A错误;原子最外电子层只有2个电子的元素不一定是金属元素,例如氦元素,B正确;0族元素中氦原子的最外层电子数为2个,C错误;短周期元素中稀有气体元素为0族元素,D错误。
答案 B
4.元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是( )
A.在过渡元素中寻找优良催化剂及耐高温和耐腐蚀的材料
B.同一元素不可能既表现金属性又表现非金属性
C.元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
D.短周期元素形成离子后最外层都达到8电子稳定结构
解析 过渡元素含副族元素及第ⅤⅢ族元素,全是金属元素,在过渡元素中寻找优良的催化剂材料, 及耐高温和耐腐蚀的材料,故A项正确;周期表中,位于金属与非金属分界线附近的元素既能表现一定的金属性,又能表现一定的非金属性,如Al、Si等,故B 项错误;对于主族元素来说,元素的最高正化合价不一定等于它所处的主族序数,如氟元素没有正价,氧元素没有+6价,故C项错误;Li原子最外层只有一个电子,失去最外层1个电子形成离子后,不是8电子稳定结构,故D项错误。
答案 A
5.有机锗具有抗肿瘤活性,锗元素的部分信息如下面右图所示。则下列说法错误的是( )
A.x=2
B.锗元素与碳元素位于同一族,属于ⅣA族
C.锗位于元素周期表第4周期,原子半径大于碳的原子半径
D.距离锗原子核较远区域内运动的电子能量较低
解析 K层只能容纳2个电子,则x=2,A正确;最外层电子数是4,则锗元素与碳元素位于同一族,属于第ⅣA族,B正确;原子核外电子层数是4层,锗位于元素周期表第4周期,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大于碳的原子半径,C正确;距离锗原子核较远区域内运动的电子能量较高,D错误。
答案 D
6.根据以上数据,磷原子的半径可能是( )
原子
N
S
O
Si
半径/nm
0.075
0.102
0.074
0.117
A.0.080 nm B.0.110 nm
C.0.120 nm D.0.070 nm
解析 P与N同一主族,半径大于0.075,与Si和S处于同一周期,半径介于0.102和0.117之间。
答案 B
7.以下说法中正确的是( )
①仅用试管、胶头滴管、溴水、KI淀粉溶液就可比较Br2与I2的氧化性的强弱 ②利用烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗及溴水和CCl4能除去NaBr溶液中的少量NaI ③海水提溴与海带提碘均涉及氧化还原反应 ④制备粗硅的反应为C+SiO2高温,Si+CO2↑ ⑤SiO2与Al2O3均能与强碱溶液反应,所以均为酸性氧化物 ⑥光导纤维的成分主要是Si
A.①②③ B.②③④
C.②④⑥ D.①③⑤
解析 ①可用胶头滴管将溶液滴在试管中,根据反应现象判断氧化性强弱,故①正确;②用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的少量NaI,需要先滴加溴水,除去碘化钠,然后通过萃取、分液操作,用到仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗,故②正确;③海水提溴与海带提碘,都是将碘元素和溴元素从化合物中置换出来,再进行提纯,均涉及氧化还原反应,故③正确;④制备粗硅的反应为2C+SiO2高温,Si+2CO↑,故④错误;⑤SiO2与Al2O3均能与强碱溶液反应,Al2O3为两性氧化物,故⑤错误;⑥光导纤维的成分主要是SiO2,故⑥错误。
答案 A
8.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是( )
选项
事实
推论
A
与冷水反应,K比Mg剧烈
金属性:K>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性:S>C
D
Br2+H2===2HBr、I2+H22HI
非金属性:Br>I
解析 金属性越强,与水反应越剧烈,与冷水反应,K比Mg剧烈,说明金属性:K>Mg,故A正确;Ca、Mg位于同主族,对应的最高价氧化物的水化物碱性为Ca(OH)2强于Mg(OH)2,说明金属性:Ca>Mg,故B正确;SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,可知酸性亚硫酸大于碳酸,亚硫酸不是最高价氧化物的水化物,则不能以此比较非金属性,故C错误;非金属性越强,说明生成的气态氢化物越稳定,根据反应可判断稳定性为HBr>HI,则非金属性为Br>I,故D正确。
答案 C
9.砷、溴都是元素周期表第4周期元素,它们的一些信息如下表:
元素
砷
溴
单质化学式
As
Br2
氢化物化学式
AsH3
HBr
最高价氧化物对应水化物化学式
H3AsO4
HBrO4
下列叙述错误的是( )
A.HBr比AsH3热稳定性强
B.Br2比As氧化性强
C.AsH3比HBr还原性强
D.H3AsO4比HBrO4酸性强
解析 砷、溴属于同周期元素,同周期从左往右元素非金属性增强,非金属性越强,气态氢化物越稳定,则HBr比AsH3热稳定性强,A正确;同周期从左往右元素非金属性增强,氧化性增强,所以Br2比As氧化性强,B正确;同周期从左往右元素非金属性增强,对应阴离子还原性减弱,则AsH3比HBr还原性强,C正确;同周期从左往右元素非金属性增强,氧化性增强,最高价氧化物对应水化物酸性增强,则H3AsO4比HBrO4酸性弱,D错误。
答案 D
10.短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。Z的最外层电子数是内层电子数的3倍,下列说法正确的是( )
Y
Z
X
W
A.原子半径:X>Z>Y
B.简单气态氢化物的稳定性:Y>Z
C.X与Z可形成共价酸性氧化物
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W
解析 由Z的最外层电子数是内层电子数的3倍可知,Z是O元素;根据X、Y、Z、W在周期表中的相对位置,可知X是Si元素、Y是N元素、W是Cl元素。电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径:Si>N>O,故A错误;同周期元素从左到右,简单气态氢化物的稳定性增强,稳定性:H2O>NH3,故B错误;Si与O可形成共价酸性氧化物SiO2,故C正确;非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,酸性:HClO4>HNO3,故D错误。
答案 C
二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.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.最外层电子达到稳定结构的微粒一定为稀有气体
C.F-、Na+、Mg2+、Al3+都具有相同的电子层结构
D.某元素原子的最外层只有2个电子,则该元素可能是非金属元素
解析 某微粒核外电子排布为2、8、8结构,不一定是氩原子,可能是氯离子、钾离子,A错误;最外层电子达稳定结构的微粒不一定是稀有气体的原子,也可能是处于稳定结构的阴离子或阳离子,B错误;F-、Na+、Mg2+、Al3+都有2个电子层,第1层上2个电子,第2层上8个电子,都具有相同的电子层结构,C正确;原子的最外层只有2个电子,该元素不一定是金属元素,也可能是非金属元素如He,D正确。
答案 CD
12.元素X、Y、Z是短周期主族元素,在周期表中的位置如图所示。Y的最高价氧化物具有两性。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
A.氢化物稳定性:H2Z<H2X
B.简单离子半径:Z>Y>X
C.工业上采用热还原法制备Y单质
D.ZX2可用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂
解析 元素X、Y、Z是短周期主族元素,Y的最高价氧化物具有两性,推测Y是Al元素,根据位置关系,推测Z是S元素,X是O元素。元素的非金属性越强,其氢化物就越稳定,同主族元素,非金属性从上往下减弱,故氢化物稳定性:H2S<H2O,即H2Z<H2X,A正确;离子的电子层数越多半径越大,电子层数相同的,核电荷数越大半径越小,故半径:S2->O2->Al3+,即Z>X>Y,B错误;Y是Al,是较活泼金属,其单质的制取工业上采用电解法,电解熔融的氧化铝,C错误;ZX2是SO2,可用于杀菌消毒,也可作为食品添加剂,起到抗氧化作用,D正确。
答案 AD
13.几种短周期元素的原子半径及主要化合价见下表:
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.K在T单质中燃烧所生成的化合物是淡黄色的Na2O2固体
解析 分析表格数据可知,K、N的化合价为+1,位于ⅠA族,由原子半径大小推知K为Na,N为Li(N的原子半径在表中不是最小,N不是H元素);L、R的化合价为+2,位于ⅡA族,根据原子半径推知L为Mg,R为Be;M的化合价为+3,M位于ⅢA族,又M的半径大于R(Be),小于L(Mg),所以M为Al;Q的化合价为-2价,T的化合价为+6、-2,所以Q、T位于ⅥA族,Q为S,T为O。Na、Mg、Al位于同一周期,同一周期从左至右金属性逐渐减弱,故A正确;O元素的常见化合价为0价、-1价(H2O2)、-2价(Na2O),故B错误;Q元素的最高价氧化物为SO3,SO3是非电解质,故C错误;Na在O2中燃烧生成淡黄色的Na2O2,故D正确。
答案 AD
14.如图是周期表中短周期的一部分,A、B、C三种元素的原子核外电子数等于B的质量数,B元素的原子核内质子数等于中子数,下列叙述正确的是( )
A
C
B
A.B为第2周期的元素
B.C为ⅤA族元素
C.三种元素都为非金属元素
D.C是化学性质最活泼的非金属
解析 设A的质子数是x,则B是x+9,C是x+2,则x+x+9+x+2=2x+18,解得x=7,即A是N,B是S,C是F;S为第3周期的元素,A错误;F为第ⅦA族元素,B错误;三种元素都为非金属元素,C正确;F是化学性质最活泼的非金属,D正确。
答案 CD
15.表为部分短周期元素的原子半径及主要化合价,根据表中信息,判断以下叙述正确的是( )
元素代号
L
M
Q
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.086
0.102
0.074
主要化合价
+2
+3
+2
+6、-2
-2
A.L、R形成的简单离子核外电子数相等
B.单质与浓度相等的稀盐酸反应的速率为Q>L
C.氢化物的稳定性为 H2R<H2T
D.M与T形成的化合物既能与强酸反应又能与强碱反应
解析 元素的最高正价=最外层电子数,最高正价与最低负价绝对值之和等于8。R、T两元素最外层电子数为6,为第ⅥA族元素,而R的半径大于T,T为O,R为S。M元素最外层电子数为3,为B或Al,但是半径远大于氧和硫,则M为Al。Q和L的化合价均为+2价,所以均为第ⅡA族元素,L的半径比Q大,则L为Mg,Q为Be。L形成的简单离子是Mg2+,R形成的简单离子是S2-,它们的核外电子数分别是10和18,核外电子数不相等,A错误;L为Mg,Q为Be,因为同主族,从上到下原子失电子能力逐渐增强,元素的金属性增强,元素的金属性越强,其单质与盐酸反应越剧烈,B错误;T为O,R为S,因为同主族,从上到下氢化物的稳定性逐渐减弱,所以稳定性:H2O>H2S,即H2R<H2T,C正确;M为Al,T为O,M与T形成的化合物是氧化铝,属于两性氧化物,既能与强酸反应又能与强碱反应,D正确。
答案 CD
三、非选择题:本题包括5小题,共60分。
16.(10分)A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素,A元素的原子核内只有1个质子;B元素的原子半径是同族元素原子中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3;C元素原子的最外层电子数比次外层多4;C与D可形成化合物D2C;C、E同主族。回答下列问题:
(1)B在元素周期表中的位置为________;F元素简单离子结构示意图为________。
(2)C、D、E、F的简单离子半径由大到小的顺序为____________________(用离子符号表示)。
(3)非金属性强弱:E________F(填“强于”或“弱于”),请列出一个理由:______
________________________________________________________________________。
(4)E与O2生成一种刺激性气味的气体X,写出X与少量的D最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式:__________________________________________________________。
解析 A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素,A元素的原子核内只有1个质子,A为H,B元素的原子半径是同族元素原子中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3,则B为N,C元素原子的最外层电子数比次外层多4,C为O,C与D可形成化合物D2C,则D为Na,C和E同主族,则E为S,F为Cl。(2)C、D、E、F的简单离子分别为O2-、Na+、S2-和Cl-,S2-、Cl-电子层结构相同且比O2-、Na+多一个电子层,O2-、Na+电子层结构相同,电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径由大到小的顺序为S2->Cl->O2->Na+。
答案 (1)第2周期ⅤA族
(2)S2->Cl->O2->Na+
(3)弱于 S与Cl同周期,Cl的核电荷数大于S,Cl得电子能力大于S或HClO4酸性强于H2SO4
(4)SO2+OH-===HSO
17.(12分)下表为元素周期表的一部分,请参照给定元素的位置,回答下列问题:
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
①
2
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
(1)元素④⑤⑥的原子半径由大到小的顺序为____________(用元素符号表示)。
(2)元素③⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为______________(用化学式表示)。
(3)碱性强弱比较:元素⑤的氢氧化物________(填“<”“>”或“=”)⑥的氢氧化物;两者相互反应的离子方程式为__________________________________________________
(4)由元素⑧形成的黄绿色气体单质能和溴化钠溶液发生化学反应,该反应的离子方程式为____________________;该黄绿色气体单质也会使得湿润淀粉碘化钾试纸变蓝色,表明生成了碘单质(I2),由此推测元素⑧和碘元素形成的气态氢化物的稳定性强弱顺序为:__________(用化学式表示)。
解析 根据元素在周期表中的位置,可得①为H元素,②为C元素,③为N元素,④为O元素,⑤为Na元素,⑥为Al元素,⑦为Si元素,⑧为Cl元素。
答案 (1)Na>Al>O
(2)HNO3>H2SiO3
(3)> Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
(4)Cl2+2Br-===2Cl-+ Br2 HCl>HI
18.(12分)元素是组成我们生活的世界中一切物质的“原材料”。
(1)1869年,门捷列夫在前人研究的基础上研制出了第一张元素周期表。到20世纪初,门捷列夫在周期表中为未知元素留下的空位逐渐被填满,而且,随着原子结构的逐渐揭秘,科学家们发现了元素性质不是随着相对原子质量的递增呈现周期性变化,而是随着原子序数(核电荷数)的递增呈现周期性变化。其本质原因是________(填字母)。
A.随着核电荷数递增,原子半径呈现周期性变化
B.随着核电荷数递增,元素的化合价呈现周期性变化
C.随着核电荷数递增,原子核外电子排布呈现周期性变化
(2)有A、B、D、E、X、Y、Z七种短周期元素。X与Y处于同一周期,Y的最高价氧化物对应的水化物与强酸、强碱均能反应。Z的单质常温下为气态,同条件下对于氢气的相对密度为35.5,其余元素的信息如图所示:
①E在周期表中的位置是_____________________________________________。
②X的最高价氧化物对应水化物与Y的单质反应的离子方程式为__________________。
③下列可以判断X和Y元素原子失电子能力强弱的是________(填字母)。
a.单质的熔点X比Y低
b.单质与酸反应时,失电子数X比Y少
c.单质与水反应X比Y剧烈
d.最高价氧化物的水化物的碱性X比Y强
解析 题图中信息显示,A原子的最外层电子数为1,原子半径最小,则A为H元素;B原子的最外层电子数为4,原子半径较小,则其为C元素;D原子的最外层电子数为5,原子半径稍小大于C,则其为N元素;E原子的最外层电子数为6,原子半径大于N,则其为S元素;X原子的最外层电子数为1,原子半径比S大,则其为Na元素。X与Y处于同一周期,Y的最高价氧化物对应的水化物与强酸、强碱均能反应,则Y为Al元素;Z的单质常温下为气态,同条件下对于氢气的相对密度为35.5,则其相对分子质量为71,Z为Cl元素。从而得出,A、B、D、E、X、Y、Z分别为H、C、N、S、Na、Al、Cl。
(2)③a.单质的熔点Na比Al低,只能说明金属离子与自由电子间的作用力钠小于铝,不能说明失电子强弱关系,a不符合题意;b.单质与酸反应时,失电子数Na比Al少,只能说明Na原子的最外层电子数比Al少,不能表明失电子能力的强弱,b不符合题意;c.单质与水反应Na比Al剧烈,表明Na比Al容易失去电子,即失电子能力Na大于Al,c符合题意;d.最高价氧化物的水化物的碱性Na比Al强,则表明金属性Na大于Al,即失电子能力Na大于Al,d符合题意。
答案 (1)C (2)①第3周期ⅥA族 ②2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑ ③cd
19.(12分)浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源,从海带中提取碘单质的工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)在实验室进行干海带的灼烧操作时,是将海带放入________(填仪器名称)中,用酒精灯充分加热灰化。
(2)浸取液中碘主要以I-存在,写出①发生反应的离子方程式:__________________,实验步骤①后若检验溶液中碘单质的存在,具体方法是_____________________________。
(3)向含有I2的水溶液中加入CCl4振荡静置后的实验现象:______________________。
(4)步骤②中加入浓NaOH溶液发生反应的化学方程式为____________________,步骤③反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(5)步骤②③是利用化学转化法将富集在四氯化碳中的碘单质重新富集在水中,该方法称为________法。
(6)操作c的名称为________。
解析 干海带灼烧后,浸取、过滤分离,浸取液中含碘离子,加稀硫酸、过氧化氢溶液发生反应的离子方程式为2I-+2H++H2O2===I2+2H2O,得到含碘的水溶液,用四氯化碳萃取出I2,分液分离出I2的四氯化碳溶液,由于四氯化碳的密度大于水的密度,I2的四氯化碳溶液在下层,往下层溶液中加氢氧化钠溶液反萃取,发生反应的方程式为3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O,分液分离出的上层溶液中含有NaI、NaIO3,往其中加入稀硫酸,在酸性条件下NaI和NaIO3反应生成碘单质,过滤分离出I2。(2) 浸取液中碘主要以I-存在,浸取液中加稀硫酸、过氧化氢溶液,在酸性条件下I-被氧化为碘单质,发生反应的离子方程式为2I-+2H++H2O2===I2+2H2O;淀粉遇I2显蓝色,检验溶液中碘单质的存在的方法是取氧化后的溶液少量于试管中,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝证明含I2;(4) 据以上分析可知,加入氢氧化钠溶液后,单质碘和氢氧化钠溶液反应生成碘化钠和碘酸钠,反应的化学方程式为3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O;步骤③反应的离子方程式为5I-+IO+6H+===3I2+3H2O,该反应中I-为还原剂、IO为氧化剂,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶5;(5) 步骤②③是利用化学转化法将富集在四氯化碳中的碘单质重新富集在水中,该方法称为反萃取法。
答案 (1)坩埚
(2)2I-+ H2O2+2H+===I2+2H2O 取氧化后的溶液少量于试管中,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝证明含碘
(3)溶液分层,上层无色,下层紫红色
(4)3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O 1∶5
(5)反萃取
(6)过滤
20.(14分)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开K1关闭K2、K3,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.关闭K1,打开K2、K3,当B和C中的溶液都变为黄色时,关闭K3。
Ⅲ.B中继续通气体,当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)装置A中m的作用为__________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(2)能说明氯气的氧化性强于碘的实验现象是
_______________________________________________________________________。
(3)用离子方程式解释过程Ⅱ中溶液变为黄色的原因:_________________________。
(4)过程Ⅳ的目的是验证溴的氧化性强于碘,简述其操作过程:_________________
_______________________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ的实验目的是___________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下______________,得电子能力逐渐减弱。
解析 实验Ⅰ,打开K1,关闭K2、K3,打开活塞a,滴加浓盐酸在A中与KMnO4反应生成Cl2,进入E中与KI反应,验证Cl2与I2的氧化性强弱;实验Ⅱ,关闭K1,打开K2、K3,氯气进入B和C中,与NaBr反应,当B和C中的溶液都变为黄色时,证明BC中的NaBr中均有少量氯气进入,关闭K3,实验Ⅲ,继续向B中通入Cl2,当B中溶液由黄色变为棕红色时,证明NaBr已被反应完全,验证氯气和溴的氧化性强弱,关闭活塞a,停止产生氯气,最后实验Ⅳ,打开活塞b,使C中反应生成的溴进入D中,验证溴的氧化性强于碘。
答案 (1)平衡气压,使液体能顺利滴下
(2)淀粉溶液变成蓝色
(3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(4)打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡、静置
(5)确认C黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大
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