第四章 实验活动三 同周期、同主族元素性质的递变讲义2026-2027学年高一上学期化学必修一（人教版2019）

本讲义聚焦同周期、同主族元素性质递变规律这一核心知识点，系统梳理原子结构（最外层电子数、原子半径等）与元素性质（金属性、非金属性、酸碱性等）的关系，通过理论分析与实验探究构建从结构到性质的认知支架。 资料以“规律-实验-应用”为主线，设计题型梯度训练与实验方案（如钠镁铝与水/酸反应），强化结构决定性质的化学观念，培养科学探究能力与证据推理的科学思维。课中辅助教师实验教学，课后通过典例变式与过关验收帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第四章 实验活动三 同周期、同主族元素性质的递变 内 容 导 航 题型1 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 题型2 同一周期内元素性质的递变规律的探究实验 题型3 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 题型4 同一主族内元素性质递变规律的探究实验 考 点 演 练 题型1 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 解｜题｜知｜识 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系： 元素性质 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 逐渐增多（1e﹣→8e﹣） 相同 原子半径 逐渐减小（稀有气体最大） 逐渐增大 主要化合价 最高正价：+1→+7 最低负价﹣4→﹣1； 最低负价＝主族序数﹣8 最高正价相同 最低负价相同（除F、O外） 最高正价＝主族序数 第一电离能 呈增大的趋势 呈减小趋势 电负性 电负性逐渐增大 电负性逐渐减小 得失电子能力 失电子能力减弱；得电子能力增强。 失电子能力增强；得电子能力减弱。 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱； 非金属性逐渐增强。 金属性逐渐增强； 非金属性逐渐减弱。 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱； 酸性逐渐增强。 碱性逐渐增强； 酸性逐渐减弱。 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 【典例1】已知33As、35Br位于同一周期，下列关系正确的是（　　） A．原子半径：As＞Cl＞P B．还原性：AsH3＞H2S＞HCl C．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBr D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4 【答案】B 【解答】解：A．原子核外电子层数越大，其原子半径越大，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，As原子核外有4个电子层，Cl、P原子核外有3个电子层且原子序数Cl＞P，所以半径：As＞P＞Cl，故A错误； B．元素的非金属性越强，其氢化物的还原性越弱，非金属性Cl＞S＞As，所以还原性AsH3＞H2S＞HCl，故B正确； C．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性Cl＞Br＞As，所以稳定性：HCl＞HBr＞AsH3，故C错误； D．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性：S＞P＞As，所以酸性：H2SO4＞H3PO4＞H3AsO4，故D错误； 故选：B。 【变式1】在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是（　　） A．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大 B．金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点 C．KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低 D．CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高 【答案】D 【解答】解：A、钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关，故A正确； B、金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点，这是因为C﹣C键的键长比Si﹣Si键的键长短，C﹣C键的键能比Si﹣Si键的键能大，也与化学键的强弱有关，故B正确； C、KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低，这是因为它们中的离子键的强度逐渐减弱，与化学键的强弱有关，故C正确； D、CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高，这是因为分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，与化学键的强弱无关，故D错误， 故选：D。 【变式2】锗（32Ge）与钾（19K）同周期。下列说法正确的是（　　） A．锗位于第4周期第ⅤA族 B．Ge的中子数与电子数的差值为38 C．锗是一种半导体材料 D．碱性：Ge（OH）4＞KOH 【答案】C 【解答】解：A．锗（32Ge）核外有32个电子，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p2，则锗位于第4周期第ⅠⅤA族，故A错误； B．该锗原子含质子数为32，质量数为70，则中子数为70﹣32＝38，电子数为32，所以中子数与电子数的差值为38﹣32＝6，故B错误； C．锗位于金属与非金属交界处，是一种半导体材料，故C正确； D．同一周期，从左到右，金属性越来越弱，最高价氧化物对应的水化物碱性越来越弱，所以碱性：Ge（OH）4＜KOH，故D错误； 故选：C。 【变式3】已知镓（31Ga）和溴（35Br）是第四周期的主族元素。下列分析错误的是（　　） A．镓元素为第四周期第ⅢA元素 B．原子半径：Br＞Ga C．79Br与81Br得电子能力相同 D．碱性：Ga（OH）3＞Al（OH）3，酸性：HClO4＞HBrO4 【答案】B 【解答】解：A．镓元素为与铝同主族，则镓元素为第四周期第ⅢA元素，故A正确； B．同周期自左而右原子半径减小，故原子半径Ga＞Br，故B错误； C．79Br与81Br最外层电子数相等，则两者得电子能力相同，故C正确； D．同主族自上而下金属性增强，故金属性Ga＞Al，金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性Ga（OH）3＞Al（OH）3，同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性Cl＞Br，非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则酸性：HClO4＞HBrO4，故D正确； 故选：B。 题型2 同一周期内元素性质的递变规律的探究实验 解｜题｜知｜识 1、同一周期从左往右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 2、同一周期从左往右，核电荷数逐渐增大，最外层电子数逐渐增多，原子半径逐渐减小。 3、同一周期从左往右，元素的失去电子逐渐减弱，得到电子逐渐增强。 【典例1】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经老师批准后进行试验，实验现象记录如下表（实验方案4、5盐酸浓度因记录表中数据模糊，分别用a、b表示）： 实验方案 实验现象 ①用砂纸打磨后的镁条与沸水反应，再向反应液中滴加酚酞 ②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水（H2S是弱酸） ③钠与滴有酚酞试液的冷水反应 ④镁条与　　 mol/L的盐酸反应 ⑤铝条与　　 mol/L的盐酸反应 ⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 Ⅰ．浮于水面，熔成小球，四处游动，逐渐缩小，溶液变红色 Ⅱ．放出无色气体，气体可燃，溶液变浅红色 Ⅲ．反应不十分强烈，产生的气体可燃 Ⅳ．剧烈反应，产生的气体可燃 Ⅴ．生成白色絮状沉淀，继而沉淀消失 Ⅵ．生成淡黄色沉淀 （提示：非金属单质与化合物之间也能发生置换反应） 请根据记录回答下列问题： （1）该同学的实验目的为　 律　 ； （2）请比较a、b的大小关系（选择“大于”、“小于”、“等于”、“任意关系”填空）：a　 　 b （3）完成实验方案3除需要烧杯、小刀、玻璃片、胶头滴管等外，还必须用到的一种仪器名称是　　 ； （4）请根据记录表填写实验现象序号对应的实验方案编号：Ⅰ　　 Ⅱ　　 Ⅲ　　 Ⅳ　　 ； （5）请分别写出下列实验方案中现象对应的离子方程式： 实验方案2：　 实验方案6：　 　 （6）该实验结论是　 　 ． 【答案】a；b；第三周期元素性质递变规律；＝；镊子；3；1；5；4；Cl2+H2S＝S↓+2H++2Cl﹣；Al3++3OH﹣＝Al（OH）3↓、Al（OH）3+OH﹣＝AlO2﹣+2H2O或（Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O）；第三周期元素从左到右非金属性增强，金属性减弱 【解答】解：（1）该实验目的是研究第三周期元素性质递变规律，故答案为：第三周期元素性质递变规律； （2）要确定Mg、Al的金属性强弱，需要其它条件完全相同，否则无法判断铝和镁的金属性强弱，所以a＝b，故答案为：＝； （3）还需要用镊子夹取钠，故答案为：镊子； （4）①镁和沸水反应生成弱碱和氢气，无色酚酞遇碱变红色，所以溶液呈浅红色，故选II； ②氯气和硫化氢发生氧化还原反应生成S单质和HCl，溶液变浑浊，故选VI； ③钠的密度小于水，且和水反应放出大量的热而使钠熔成小球，生成的气体使钠受力不均而导致钠四处游动，生成强碱NaOH和氢气，溶液呈强碱性，则溶液呈红色，故选I； ④镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应较剧烈，故选IV； ⑤铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应不很剧烈，故选III； ⑥氯化铝和氨水反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝能溶于强碱生成偏铝酸钠，所以看到的现象是先生成沉淀后沉淀溶解，故选V； 故答案为：3；1；5；4； （5）氯气和硫化氢发生氧化还原反应生成S单质和HCl，离子方程式为Cl2+H2S＝S↓+2H++2Cl﹣；氯化铝和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，离子方程式为Al3++3OH﹣＝Al（OH）3↓、Al（OH）3+OH﹣＝AlO2﹣+2H2O或（Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O）， 故答案为：Cl2+H2S＝S↓+2H++2Cl﹣；Al3++3OH﹣＝Al（OH）3↓、Al（OH）3+OH﹣＝AlO2﹣+2H2O或（Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O）； （6）根据Na、Mg、Al和水及酸反应剧烈程度知，金属的金属性随着原子序数的增大而逐渐减弱，根据氯气和硫化氢的反应知，非金属的非金属性随着原子序数的增大而增强，故答案为：第三周期元素从左到右非金属性增强，金属性减弱． 【变式1】铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用． （1）铝在元素周期表中的位置是　 　 ． （2）已知电负性的数值表示原子对电子吸引能力的相对大小．以下是几种原子的电负性数值： 元素 钠 镁 铝 硅 电负性 0.9 1.2 x 1.8 ①铝的电负性x的范围是　 　 ． ②电负性的数值与元素金属性的关系是　 　 ． ③下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是　 　 ． a．测定镁和铝的导电性强弱 b．测定等物质的量浓度的Al2（SO4）3和MgSO4溶液的pH c．向0.1mol/LAlCl3和0.1mol/L MgCl2中加过量NaOH溶液 （3）铝热法是常用的金属冶炼方法之一． 已知：4Al （s）+3O2（g）＝2Al2O3（s）△H1＝﹣3352kJ/mol Mn（s）+O2（g）＝MnO2 （s）△H2＝﹣521kJ/mol Al与MnO2反应冶炼金属Mn的热化学方程式是　 　 ． （4）冶炼金属铝时，用石墨做电极电解熔融Al2O3．液态铝在（填“阴”或“阳”）　　 极得到，电解过程中，阳极石墨需要不断补充，结合电极反应说明其原因是　 　 ． 【答案】第3周期第ⅢA族；1.2＜χ＜1.8；电负性数值越大，元素的金属性越弱；c；4Al（s）+3MnO2（s）＝3Mn（s）+2Al2O3（s）ΔH＝﹣1789kJ/mol；阴；在阳极发生反应2O2﹣﹣4e﹣＝O2↑，C+O2＝CO2，石墨由于被消耗需要不断补充 【解答】解：（1）铝原子有3个电子层，最外层有3个电子，所以其在元素周期表中的位置是：第3周期第ⅢA族，故答案为：第3周期第ⅢA族； （2）①同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以1.2＜χ＜1.8，故答案为：1.2＜χ＜1.8； ②根据金属的金属性和电负性知，电负性数值越大，元素的金属性越弱，故答案为：电负性数值越大，元素的金属性越弱； ③a．金属的导电性强弱不能证明金属的金属性强弱，故错误； b．镁离子和铝离子的浓度不同，所以无法判断水解强弱，从而无法确定金属性强弱，故错误； c．氢氧化镁不溶于氢氧化钠，而氢氧化铝能溶于氢氧化钠，说明氢氧化镁的碱性大于氢氧化铝，所以能比较两种金属的金属性强弱，故正确； 故选c； （3）4Al （s）+3O2（g）＝2Al2O3（s）△H1＝﹣3352kJ/mol① Mn（s）+O2（g）＝MnO2 （s）△H2＝﹣521kJ/mol② 将方程式①﹣②×3得4Al （s）+3MnO2 （s）＝3Mn（s）+2Al2O3（s）ΔH＝﹣3352kJ/mol﹣3（﹣521kJ/mol）＝﹣1789 kJ/mol， 故答案为：4Al （s）+3MnO2 （s）＝3Mn（s）+2Al2O3（s）ΔH＝﹣1789 kJ/mol； （4）电解熔融氧化铝时，阴极上铝离子得电子发生还原反应，阳极上氧离子失电子发生氧化反应生成氧气，氧气和碳反应生成二氧化碳，所以阳极质量逐渐减少，要不断补充，故答案为：阴；在阳极发生反应2O2﹣﹣4e﹣＝O2↑，C+O2＝CO2，石墨由于被消耗需要不断补充． 【变式2】金属Na、Mg、Al有广泛的应用 （1）金属Na、Mg、Al的金属性，进行了如下实验： 实验1：各取1.0g金属钠和镁，分别加入到5mL水中，钠与水反应剧烈，镁与水反应缓慢。 实验2：各取1.0g的镁条和铝条，分别加入到5mL 1.0mol/L盐酸中，镁与盐酸反应剧烈，铝与盐酸反应较剧烈。 实验1和实验2得出的结论是　 　 ，用原子结构理论解释；同周期元素从左到右，　 　 。 （2）Na、Mg、Al都可用于制备储氢的金属氢化物。 ①NaH是离子化合物，其电子式为　 。能与水发生氧化还原反应 生成H2，该反应的还原剂是　　 。NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂（铁锈的成分表示为Fe2O3），脱锈过程发生反应的化学式为　 　 。 ②NaAlH4是一种良好的储氢材料。NaAlH4与水反应的化学方程式是　 　 。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）Na、Mg、Al原子核外均有3个电子层，均处于第三周期，金属与水、酸反应越剧烈，金属性越强，实验1和实验2得出的结论是：金属性：Na＞Mg＞Al；用原子结构理论解释，同周期自左而右，核电荷数增大、原子半径减小，原子核对核外电子吸引增强，失去电子能力减弱，金属性减弱， 故答案为：金属性Na＞Mg＞Al；核电荷数增大、原子半径减小，原子核对核外电子吸引增强，失去电子能力减弱； （2）①NaH是钠离子和氢阴离子形成的离子化合物，电子式为：Na+[：H]﹣，NaH与水发生氧化还原反应生成NaOH与H2，反应中水中氢元素化合价降低、NaH中氢元素化合价升高，故NaH是还原剂，NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂，NaH和Fe2O3反应生成铁和氢氧化钠，反应的化学方程式为：3NaH+Fe2O3＝2Fe+3NaOH， 故答案为：Na+[：H]﹣；NaH； 3NaH+Fe2O3＝2Fe+3NaOH； ②NaAlH4与水反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为：NaAlH4+2H2O＝NaAlO2+4H2↑， 故答案为：NaAlH4+2H2O＝NaAlO2+4H2↑。 【变式3】金属Na、Mg、Al有广泛的应用． （1）周期表中Na、Mg、Al所在周期是　 　 ． （2）为比较Na、Mg、Al的金属性，进行了如下实验： 实验1：各取1.0g金属钠和镁，分别加入到5mL水中，钠与水反应剧烈，镁与水反应缓慢． 实验2：各取1.0g的镁条和铝条，分别加入到5mL 1.0mol/L盐酸中，镁与盐酸反应剧烈，铝与盐酸反应较剧烈． 已知：元素金属性强弱可以从其单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度来判断． 由实验1和实验2得出的结论是　 　 ，用原子结构理论解释：同周期元素从左到右，　 　 ． （3）Na、Mg、Al都可以用于制备储氢的金属氢化物． ①NaH是离子化合物，能与水发生氧化还原反应生成H2，该反应的还原剂是　 　 ． ②NaAlH4是一种良好的储氢材料．NaAlH4与水反应的化学方程式是　 　 ． 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）Na、Mg、Al原子核外均有3个电子层，均处于第三周期，故答案为：第三周期； （2）金属与水、酸反应越剧烈，金属性越强，则金属性：Na＞Mg＞Al；同周期自左而右，核电荷数增大、原子半径减小，原子核对核外电子吸引增强，失去电子能力减弱，金属性减弱， 故答案为：Na＞Mg＞Al；核电荷数增大、原子半径减小，原子核对核外电子吸引增强，失去电子能力减弱； （3）①NaH与水发生氧化还原反应生成NaOH与H2，反应中水中氢元素化合价降低、NaH中氢元素化合价升高，故NaH是还原剂，故答案为：NaH； ②NaAlH4与水反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为：NaAlH4+2H2O＝NaAlO2+4H2↑，故答案为：NaAlH4+2H2O＝NaAlO2+4H2↑． 题型3 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 解｜题｜知｜识 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系： 元素性质 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 逐渐增多（1e﹣→8e﹣） 相同 原子半径 逐渐减小（稀有气体最大） 逐渐增大 主要化合价 最高正价：+1→+7 最低负价﹣4→﹣1； 最低负价＝主族序数﹣8 最高正价相同 最低负价相同（除F、O外） 最高正价＝主族序数 第一电离能 呈增大的趋势 呈减小趋势 电负性 电负性逐渐增大 电负性逐渐减小 得失电子能力 失电子能力减弱；得电子能俩增强． 失电子能力增强；得电子能力减弱． 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱； 非金属性逐渐增强． 金属性逐渐增强； 非金属性逐渐减弱． 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱； 酸性逐渐增强． 碱性逐渐增强； 酸性逐渐减弱． 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 【典例1】34Se和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质不正确的是（　　） A．第一电离能：Se＞33As B．原子半径：Se＜As C．酸性：H2SO4＞H2SeO4 D．沸点：H2Se＞H2S 【答案】A 【解答】解：A．As的3p能级为半充满的稳定结构，故第一电离能：Se＜33As，故A错误； B．同周期从左往右，元素原子的半径递减，故原子半径：Se＜As，故B正确； C．同主族从上往下，元素非金属性递减，其对应最高价氧化物的水化物的酸性减弱，酸性：H2SO4＞H2SeO4，故C正确； D．H2Se、H2S的结构相似，都属于分子晶体，则分子量大的，范德华力越大，沸点越高，故D正确； 故选：A。 【变式1】我国在“硅﹣石墨烯﹣锗晶体管”技术上获得重大突破。下列关于C、Si、Ge三种元素的说法正确的是（　　） A．它们都是短周期元素 B．它们都是同周期元素 C．它们都是周期表中p区元素 D．C、Si、Ge元素的非金属性依次增强 【答案】C 【解答】解：C、Si、Ge三种元素的最外层电子数均为4，故同处于第IVA族。 A.C位于第二周期，Si位于第三周期，Ge位于第四周期，而前三周期为短周期元素，故A错误； B.C、Si、Ge三种元素的最外层电子数均为4个，同为第IVA族的元素，不是同一周期，故B错误； C.C、Si、Ge三种元素同为第IVA族的元素，而第IVA族位于p区，故C正确； D.C、Si、Ge三种元素同为第IVA族的元素且周期序数逐渐增大，同一主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，故D错误。 故选：C。 【变式2】已知：33As（砷）与P为同族元素。下列说法不正确的是（　　） A．As原子核外最外层有5个电子 B．AsH3的电子式是 C．热稳定性：AsH3＜PH3 D．非金属性：As＜Cl 【答案】B 【解答】解：A．As与P为同族元素，为VA族元素，则其原子核外最外层有5个电子，故A正确； B．AsH3属于共价化合物，电子式与氨气相似，，故B错误； C．非金属的非金属性越强，其气体氢化物越稳定，非金属性As＜P，热稳定性：AsH3＜PH3，故C正确； D．同周期元素，原子序数越大，非金属性越强，非金属性：P＜Cl，又非金属性As＜P，所以非金属性As＜Cl，故D正确； 故选：B。 【变式3】34Se和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质的比较不正确的是（　　） A．第一电离能：Se＞33As B．原子半径：Se＜As C．还原性：H2Se＞H2S D．沸点：H2Se＞H2S 【答案】A 【解答】解：A.34Se和S均属于ⅥA族元素，则33As为第ⅤA族元素，其第一电离能：33As＞Se，故A错误； B.Se和As处于同一周期，Se为第ⅥA族元素，As为第ⅤA族元素，同一周期从左到右，原子半径逐渐减小，原子半径：Se＜As，故B正确； C.元素的非金属性越强，简单氢化物的还原性越弱，由于非金属性S＞Se，则还原性：H2Se＞H2S，故C正确； D.H2Se、H2S的结构相似，均为分子晶体，且分子间均无氢键，则影响其沸点的是范德华力，而相对分子质量越大，则范德华力越大，故沸点：H2Se＞H2S，故D正确； 故选：A。 题型4 同一主族内元素性质递变规律的探究实验 解｜题｜知｜识 1、同一主族从上往下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 2、同一主族从上往下，核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 3、同一主族从上往下，元素的失去电子逐渐增强，得到电子逐渐减弱。 【典例1】某课外小组同学通过实验发现镁和钙的化学性质相似．下列解释最合理的是（　　） A．都属于金属元素 B．原子半径相差不大 C．元素的最高正化合价相同 D．原子核外最外层电子数均为2 【答案】D 【解答】解：镁和钙位于周期表相同主族，原子最外层电子数相同，在发生化学反应时易失去最外层2个电子，表现为强还原性，性质相似。 故选：D。 【变式1】俄罗斯科学家在利用回旋加速器进行的实验中，用含20个质子的钙元素的同位素反复轰击含95个质子的镅元素，结果成功制得4个第115号元素的原子．其与N元素同主族．这4个原子在生成数微秒后衰变成第113号元素．前者的一种核素为 X．下列有关叙述正确的是（　　） A．115号元素衰变成113号元素是化学变化 B．115号元素X的近似相对原子质量为288 C．113号元素的原子最外层有3个电子 D．因115号元素与N元素同主族，所以是非金属元素 【答案】C 【解答】解：A.115号元素衰变成113号元素，为原子核之间的核变化，不是化学变化，故A错误； B．核素X的质量数与相对原子质量近似相等，即为288，元素的相对原子质量要根据核素原子质量与丰度进行计算得到，故B错误； C.112号元素为第七周期第IIB族元素，113号元素位于第ⅢA族，则113号元素最外层有3个电子，故C正确； D.115号元素与N元素位于同一主族，所以位于第ⅤA族，从锑开始为金属元素，所以115号元素属于金属元素，故D错误； 故选：C。 【变式2】某研究性学习小组设计了一组实验，验证元素周期律． （1）甲同学在a、b、c、d四只烧杯里分别加入50mL冷水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的钠（Na）、镁（Mg）、铝（Al）、钾（K）金属块，观察现象． ①甲同学设计实验的目的是验证：同一主族，从上到下元素的元素金属性逐渐增强；同一周期，从左到右，元素金属性　 　 ； ②反应最剧烈的烧杯里金属是　 　 （填字母）A、钠 B、镁 C、铝 D、钾； ③写出a烧杯里发生反应的化学方程式　 　 ． ④实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象，要想达到实验的目的，请你帮助选择下列合适的方法　　 A．把镁、铝的金属块换成金属粉末 B．把烧杯中的冷水换成热水 C．把烧杯中的冷水换成盐酸 D．把烧杯中的冷水换成氢氧化钠溶液 ⑤写出铝和盐酸反应的离子方程式　 　 ． 【答案】逐渐减弱；D；2Na+2H2O＝2Na++2OH﹣+H2↑；BC；2Al+6H+＝2Al3++3H2↑ 【解答】解：①同一周期，从左到右，原子失电子能力减弱，则元素金属性逐渐减弱； 故答案为：逐渐减弱； ②金属性K＞Na＞Mg＞Al，金属性越强，单质与水反应越剧烈，故反应最剧烈的烧杯是D， 故答案为：D； ③钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，则钠与水反应的离子方程式：2Na+2H2O＝2Na++2OH﹣+H2↑， 故答案为：2Na+2H2O＝2Na++2OH﹣+H2↑； ④反应现象不明显，说明反应速率小，升高温度可以加快速率，所以把冷水换为热水，把水换为盐酸增大了溶液中氢离子的浓度，可以加快速率； 故答案为：BC； ⑤铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，其反应的离子方程式为：2Al+6H+＝2Al3++3H2↑； 故答案为：2Al+6H+＝2Al3++3H2↑． 【变式3】某同学为验证同主族元素原子得电子能力强弱进行如下实验： Ⅰ.向NaBr溶液中滴加少量氯水，充分反应后，加1mL四氯化碳振荡，静置； Ⅱ.向KI溶液中滴加少量氯水，充分反应后，加1mL四氯化碳振荡，静置； Ⅲ.在淀粉碘化钾试纸上滴加几滴溴水。 回答下列问题： （1）实验Ⅰ的现象 　 　 。 （2）根据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的实验现象可得实验结论为 　 　 ，请用原子结构的知识解释其原因：　 。 （3）实验Ⅰ、Ⅱ得到的CCl4层中含有卤素单质，可用NaOH浓溶液反萃取分离回收。以下是反萃取回收I2的操作过程： ①向装有I2的CCl4溶液的 　 　 （填仪器名称）中加入少量浓NaOH溶液； ②振荡至溶液的 　　 色消失，振荡过程中仪器内压强会增大，需要打开 　 　 （填“上口玻璃塞”或“下口活塞”）放气； ③静置、分层，先将CCl4层从仪器的下口放出，再将含碘的碱溶液从仪器的 　 　 （填“上”、“下”）口倒入烧杯中； ④边搅拌边加入几滴45%的H2SO4溶液，溶液立即转为棕黄色，并析出碘晶体，写出该反应的离子方程式 　 　 。 【答案】（1）溶液分层，下层呈橙色； （2）元素原子得电子能力：Cl＞Br＞I；氯、溴、碘元素位于元素周期表中的同一主族，三种元素原子的最外层电子数相同，因此随着核外电子层数的依次增加，原子半径依次增加，元素原子吸引电子的能力依次减弱； （3）①分液漏斗； ②紫红；下口活塞； ③上； ④5I﹣+IO3﹣+6H+＝3I2↓+3H2O。 【解答】解：（1）根据分析，向NaBr溶液中滴加少量氯水，充分反应后，加1mL四氯化碳振荡，静置，现象为溶液分层，下层呈橙色， 故答案为：溶液分层，下层呈橙色； （2）Ⅰ中氧化剂是Cl2，氧化产物是Br2，Ⅱ中氧化剂是Cl2，氧化产物是I2，Ⅲ中氧化剂是Br2，氧化产物是I2，所以氧化性强弱顺序是Cl2＞Br2＞I2，则元素原子得电子能力：Cl＞Br＞I，用原子结构的知识解释为：氯、溴、碘元素位于元素周期表中的同一主族，三种元素原子的最外层电子数相同，因此随着核外电子层数的依次增加，原子半径依次增加，元素原子吸引电子的能力依次减弱， 故答案为：元素原子得电子能力：Cl＞Br＞I；氯、溴、碘元素位于元素周期表中的同一主族，三种元素原子的最外层电子数相同，因此随着核外电子层数的依次增加，原子半径依次增加，元素原子吸引电子的能力依次减弱； （3）①向装有I2的CCl4溶液的分液漏斗中加入少量浓NaOH溶液进行反萃取， 故答案为：分液漏斗； ②碘单质溶于四氯化碳时呈紫红色，碘单质与氢氧化钠反应，至溶液的紫红色消失，萃取时，慢慢打开下口活塞放气， 故答案为：紫红；下口活塞； ③分层后水溶液位于上层，因此含碘的碱溶液从分液漏斗的上口倒出， 故答案为：上； ④NaI、NaIO3在酸性条件下发生归中反应生成碘，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，写出该反应的离子方程式为：5I﹣+IO3﹣+6H+＝3I2↓+3H2O， 故答案为：5I﹣+IO3﹣+6H+＝3I2↓+3H2O。 过 关 验 收 1．硒（34Se）元素是人体必需的微量元素之一，与溴同周期。下列说法不正确的是（　　） A．原子半径由大到小顺序：Se＞Br＞Cl B．氢化物的稳定性：硒化氢＜水＜氟化氢 C．SeO2和NaOH溶液反应生成Na2SeO4和水 D．SeO2既可发生氧化反应，又可发生还原反应 【答案】C 【解答】解：A、同主族，从上到下原子半径依次增大，同周期，从左到右原子半径依次减小，所以原子半径由大到小顺序：Se＞Br＞Cl，故A正确； B、元素的非金属性越强，氢化物越稳定，由于非金属性Se＜O＜F，故氢化物的稳定性：硒化氢＜水＜氟化氢，故B正确； C、SeO2和NaOH溶液反应生成Na2SeO3和水，故C错误； D、SeO2中Se化合价为+4价，处于中间价态，则既可发生氧化反应，又可发生还原反应，故D正确。 故选：C。 2．下列叙述正确的是：（　　） ①热稳定性：H2O＞HF＞H2S ②熔点：Al＞Na＞K ③IA、IIA族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布 ④结合质子（H+）能力：CO32﹣＞HCO3﹣＞SO42﹣ ⑤同一主族的元素的氢化物，相对分子质量越大，它的沸点一定越高 ⑥已知2H2（g）+O2（g）═2H2O（1）；△H＝﹣571.6kJ•mol﹣1，则氢气燃烧热为285.8kJ/mol ⑦因为常温下白磷可自燃，而氮气须在放电时才与氧气反应，所以非金属性：P＞N A．②③④ B．①⑥⑦ C．②④⑥ D．③⑤⑦ 【答案】C 【解答】解：①因非金属性F＞O＞S，则氢化物的稳定性为HF＞H2O＞H2S，故①错误； ②因铝的半径最小，电荷最高，则熔点最高，Na与K电荷相同，但Na的半径小，则Na的熔点比K的高，即熔点为Al＞Na＞K，故②正确； ③因IA、IIA族元素的阳离子的电子层数比原子的结构减少一个层，则IA、IIA族元素的阳离子与上一周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布，故③错误； ④因酸性越氢，结合氢离子的能力越弱，由酸性为硫酸＞碳酸＞HCO3﹣，则结合质子（H+）能力：CO32﹣＞HCO3﹣＞SO42﹣，故④正确； ⑤同一主族的元素的氢化物，若为HF、H2O、NH3，由于氢键的存在，它们的沸点反常的高，故⑤错误； ⑥由热化学反应方程式可知，2mol氢气燃烧生成稳定化合物放出的热量为571.6kJ，则1mol氢气燃烧放出的热量为285.8kJ，即氢气的燃烧热为285.8kJ•mol﹣1，故⑥正确； ⑦因为常温下白磷可自燃，而氮气须在放电时才与氧气反应，可知白磷的易被氧化，但由同主族从上到下元素的非金属性减弱可知，非金属性N＞P，故⑦错误； 故选：C。 3．（1）第三周期元素中，化学性质最不活泼的是　　 ，可用于制半导体材料的元 素是　　 ，最高价氧化物的水化物碱性最强的是　 　 ，酸性最强的是　 ，呈两性的是　 。（用元素符号填空） （2）在 C、N、O、F 中，原子半径最大的是　　 。 （3）第 32 号元素在元素周期表中的位置为　 　 。 （4）利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。 ①仪器 A 的名称为　 　 ，干燥管 D 的作用为　 　 。 ②若要证明非金属性：Cl＞I，则 A 中加浓盐酸，B 中加 KMnO4，KMnO4 与浓盐酸常温下反应生成氯气，C 中加淀粉﹣碘化钾混合溶液，观察到 C 中溶液　 　 （填现象），即可证明，氯气在 C 中反应的离 子方程式为　 。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用　 　 溶液吸收尾气，反应的化学方程式为　 　 。 【答案】Ar；Si；NaOH；HClO4；Al（OH）3；C；第四周期IVA族；分液漏斗；防止倒吸；变蓝；Cl2+2I﹣＝2Cl﹣+I2；NaOH；Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O 【解答】解：（1）第三周期元素中，化学性质最不活泼的为稀有气体Ar；可作半导体材料的为Si，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强的是NaOH，酸性越强的是HClO4，呈两性的是Al（OH）3； 故答案为：Ar；Si；NaOH；HClO4；Al（OH）3； （2）C、N、O、F位于第二周期，核外电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径最大的为C， 故答案为：C； （3）32号元素为锗元素，在元素周期表中的位于第四周期IVA族， 故答案为：第四周期IVA族； （4）①根据仪器的构造以及常见仪器的名称分析，A为分液漏斗，干燥管D具有防止倒吸的作用。故答案为：分液漏斗；防止倒吸； ②若要证明非金属性Cl＞I，则A中的浓盐酸被B中的酸性高锰酸钾氧化成氯气：2KMnO4+16HCl＝2KCl+MnCl2+5Cl2↑+8H2O，氯气把碘离子氧化成单质碘：Cl2+2I﹣＝2Cl﹣+I2，碘遇与淀粉变蓝色；多余的氯气有毒，不能直接排空，可用氢氧化钠溶液吸收：Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O； 故答案为：变蓝；Cl2+2I﹣＝2Cl﹣+I2；NaOH；Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O 4．某同学探究同周期主族元素性质递变规律时，设计了如下实验方案，请完成表中相关内容。 实验内容 实验现象 离子方程式 1：将镁条用砂纸打磨后，放入沸水中，再向水中滴加酚酞试液 　　 ﹣﹣﹣﹣ 2：将一小块金属钠放入滴有酚酞试液的冷水中 浮在水面上，熔成小球，不定向运动，随之消失，溶液变成红色。 　　 3：将镁条投入稀盐酸中 　 　 Mg+2H+＝Mg2++H2↑ 4：将铝条投入稀盐酸中 反应不十分剧烈，产生无色气体 　 该同学获得的实验结论为　 　 。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）镁是活泼金属，能与沸水反应生成无色气体H2和Mg（OH）2，Mg（OH）2是中强碱，所以能使酚酞试液变红，故答案为：溶液变浅红，有气泡产生； （2）金属钠冷水中方程式为2Na+2H2O＝2Na++2OH﹣+H2↑，故答案为：2Na+2H2O＝2Na++2OH﹣+H2↑； （3）镁的金属性较强与盐酸反应剧烈，同时生成氢气，故答案为：反应剧烈，产生无色气体； （4）将铝条投入稀盐酸中，其反应方程为2Al+6H+＝2Al3++3H2↑，故答案为：2Al+6H+＝2Al3++3H2↑。 从4组实验可知从Na到Al，金属的活泼性逐渐减弱，故同周期，从左到右元素原子失电子能力逐渐减弱；故答案为同周期，从左到右元素原子失电子能力逐渐减弱。 5．已知：34Se（硒）、S、O为同族元素。下列说法正确的是（　　） A．原子半径：Se＞S＞O B．沸点：H2O＜H2S＜H2Se C．酸性：H2SO4＜H2SeO4 D．电负性：Se＞S＞O 【答案】A 【解答】解：A．同一主族元素的原子半径随着原子序数的增大而增大，Se、S、O都是同一主族元素，原子序数Se＞S＞O，则原子半径Se＞S＞O，故A正确； B．Se、S、O都是同一主族元素，H2O能形成分子间氢键，H2S、H2Se都不能形成分子间氢键，相对分子质量H2S＜H2Se，沸点：H2S＜H2Se＜H2O，故B错误； C．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性S＞Se，则酸性：H2SO4＞H2SeO4，故C错误； D．元素的非金属性越强，其电负性越大，非金属性：O＞S＞Se，电负性：Se＜S＜O，故D错误； 故选：A。 6．锡（50Sn）与Si处于同一主族，由于锡具有一定的抗腐蚀性，镀锡的铁皮常用于制作罐头盒。下列说法不合理的是（　　） A．原子半径：Sn＞Si B．金属性：Rb（铷）＞Sn. C．Sn位于第四周期第IVA族，p区 D．镀锡铁皮的镀层破损后，铁更容易被腐蚀 【答案】C 【解答】解：A．同一主族元素原子半径随着原子序数增大而增大，则原子半径Sn＞Si，故A正确； B．同一周期从左到右金属性减弱，铷和锡均位于第五周期，故金属性：Rb（铷）＞Sn，故B正确； C．锡（ Sn）位于周期表的第五周期第IVA族，p区，故C错误； D．镀锡铁皮的镀层损坏后，会形成原电池，金属铁是负极，容易腐蚀，故D正确； 故选：C。 7．CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，下列有关该材料所涉及元素及其同族元素相关化合物的论述正确的是（　　） A．电负性N＞P＞As，键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3 B．Cd为48号元素，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s2 C．Sn位于第五周期第IVA族，其价层电子排布式为4d105s25p2 D．SiH4中Si的化合价为+4，CH4中C的化合价为﹣4，因此SiH4的还原性小于CH4的 【答案】A 【解答】解：A.NH3、PH3、AsH3结构相似，电负性N＞P＞As，键合电子离中心原子的距离逐渐变远，键合电子间的排斥力逐渐变小，则键角依次减小，即是NH3＞PH3＞AsH3，故A正确； B.元素的原子序数＝核外电子数，Cd为48号元素，则其核外有48个电子，根据构造原理可知电子排布式为：[Kr]4d105S2，故B错误； C.Sn位于第五周期第IVA族，位于p区，则其核外有5个能层，价电子数等于最外层电子数，为4个，其价层电子排布式为5s25p2，故C错误； D.SiH4中H元素显﹣1价，而CH4中H元素显+1价，SiH4的还原性大于CH4的，故D错误； 故选：A。 8．近年来，我国在超导体材料研究方面居于世界领先地位，铊（Tl）是超导体的组成成分之 一，铊位于第6周期ⅢA族．下列对铊的性质的推导正确的是（　　） ①是易导电的银白色金属 ②Tl（OH）3是两性氢氧化物 ③Tl3+氧化能力比Al3+强 ④单质能与稀硝酸反应生成硝酸盐． A．①④ B．②③ C．① D．④ 【答案】A 【解答】解：①同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强，具有强氧化性，所以为易导电的银白色金属，故正确； ②同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强，则铊的金属性强于铝，所以Tl（OH）3不是两性氢氧化物，故错误； ③从上到下金属单质的还原性依次增强，所以Tl＞Al，对应最高价阳离子的还原性就越弱，所以Tl3+的氧化性比Al3+弱，故错误； ④硝酸具有强氧化性，与金属反应生成NO或NO2、硝酸盐，故正确。 故选：A。 9．同主族元素形成的同一类型化合物，其结构和性质往往相似。PH4I是一种白色晶体，下列对PH4I的叙述正确的是（　　） A．它是一种离子化合物 B．它只含共价键 C．它不可能与NaOH溶液反应 D．它受热时不会分解 【答案】A 【解答】解：A、NH4Cl是离子化合物，故PH4I也为离子化合物，故A正确； B、NH4Cl是离子化合物，既含离子键又含共价键，故PH4I也为离子化合物，也既含离子键又含共价键，故B错误； C、NH4Cl能和NaOH反应生成NaCl、氨气和水，故PH4I也能与NaOH生成NaI、PH3和水，故C错误； D、NH4Cl受热易分解，故PH4I也受热易分解，故D错误。 故选：A。 10．同主族元素形成的同一类型化合物，往往其结构和性质相似。PH4I是一种白色晶体，下列对PH4I的叙述中，不正确的是（　　） A．PH4I既有离子键又有共价键 B．它是离子化合物 C．它不可能与NaOH溶液反应 D．它受热时，可能会分解产生气体 【答案】C 【解答】解：A、P、H之间形成共价键，PH4+、I﹣以离子键结合，则PH4I中含有离子键、共价键，故A正确； B、PH4I中含有离子键，为离子化合物，故B正确； C、NH4Cl能与NaOH反应，则PH4I可能与NaOH溶液反应，故C错误； D、PH4I受热时会分解产生PH3、HI，均为无色气体，HI分解生成碘单质为紫色气体，故D正确； 故选：C。 11．砷化镓（ GaAs）是一种优良的半导体材料。镓与铝同主族，镓与砷同周期，砷与氮同主族。下列说法不正确的是（　　） A．Ga位于元素周期表第ⅢA族 B．Ga的原子半径比As的大 C．AsH3的热稳定性比PH3的弱 D．H3AsO4的酸性比HNO3的强 【答案】D 【解答】解：A、Ga与铝同主族，故位于第IIIA族，故A正确； B、Ga和As同周期，Ga位于第IIIA族，而As位于第VA族，而从左到右，原子半径逐渐减小，故Ga的半径大于As原子半径，故B正确； C、As和P同主族，As的非金属性弱于P，而非金属性越强，氢化物的稳定性越强，故AsH3的热稳定性比PH3的弱，故C错误； D、As和N处于同主族，而非金属性比N弱，非金属性越弱，则最高价含氧酸的酸性越弱，故H3AsO4的酸性比HNO3的弱，故D错误。 故选：D。 12．硒与氧同主族，与钾同周期。下列关于硒的叙述正确的是（　　） A．非金属性比硫强 B．氢化物比HBr稳定 C．原子序数为34 D．最高价氧化物的水化物显碱性 【答案】C 【解答】解：Se与O元素同一主族，说明位于第VIA族，与K元素同一周期，说明位于第四周期， A．同一主族元素，元素的非金属性随着原子序数增大而减弱，Se、S、O位于同一主族且原子序数Se＞S＞O，则非金属性Se＜S＜O，故A错误； B．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性Se＜Br，则氢化物的稳定性比HBr弱，故B错误； C．Se与O元素同一主族，则最外层有6个电子，与K同一周期，说明核外有4个电子层，其核外电子数＝2+8+18+6＝34，所以其原子序数为34，故C正确； D．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水合物酸性越强，Se为非金属元素，其最高价氧化物的水合物为酸，故D错误； 故选：C。 13．下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是（　　） A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型 C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物 D．甲锗烷（GeH4）是一种结构与甲烷完全不同的化合物 【答案】B 【解答】解：A、碳和锗同主族，碳在第二周期，而锗在第四周期，锗是金属元素，故其第一电离能低于碳，故A错误； B、四氯化锗和四氯化碳都是分子晶体且构型相同，而四氯化碳是正四面体，所以四氯化锗也是正四面体，故B正确； C、二氧化锗是金属的氧化物不是气体，故C错误； D、锗与碳在同一主族，所以甲锗烷（GeH4）是一种结构与甲烷相近的化合物，而不是结构不同，故D错误； 故选：B。 14．同一主族从上到下，有关卤族元素的说法正确的是（　　） A．原子半径逐渐增大 B．单质氧化性逐渐增强 C．元素非金属性逐渐增强 D．都有最高价氧化物的水化物，化学式为HXO4 【答案】A 【解答】解：A．同主族从上到下，电子层增多，原子半径逐渐增大，故A正确； B．同主族从上到下非金属性减弱，则单质氧化性逐渐减弱，故B错误； C．同主族从上到下电子层增多，得电子能力减弱，则元素非金属性逐渐减弱，故C错误； D．F无正价，其它卤族元素的最高价为+7价，则Cl、Br、I的最高价氧化物的水化物的化学式为HXO4，故D错误； 故选：A。 15．金属镓（31Ga）应用广泛，在半导体和光电材料、合金、磁性材料等领域都有重要应用。镓与铝是同主族元素，性质相似。 （1）铝原子核外共有　　 种不同能量的电子。用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法，如2Al+4BaO3Ba↑+BaO•Al2O3常温下Al的金属性比Ba的金属性　　 （填“强”或“弱”）。利用上述方法可制取Ba的主要原因是　　 。 A.高温时Al的活泼性强于Ba B.高温有利于BaO分解 C.高温时BaO•Al2O3比Al2O3稳定 D.Ba的沸点比Al的低 （2）下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是　 　 。 A.基态Ga原子价电子轨道表示式： B.Ga2O3可由Ga（OH）3受热分解得到 C.常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气 D.一定条件下，Ga2O3可与NaOH溶液反应生成盐 （3）GaAs是共价化合物，是一种重要的半导体材料，As与Ga同周期，As与N同主族 ①下列事实不能用元素周期律解释的是　 　 。 A.碱性强弱：Ga（OH）3＞Al（OH）3 B.非金属性：As＞Ga C.酸性强弱：H3AsO4＞H3AsO3 ②GaAs中，As元素化合价为一3价，用原子结构理论解释As元素显负价的原因：　 　 。 ③废弃含GaAs半导体材料可以用浓硝酸溶解GaAs，生成H3AsO4和Ga3+写出该反应的化学方程式：　 　 。 【答案】（1）5；弱；D； （2）BD； （3）①C； ②As与Ga同周期，As的核电荷数比Ga大，原子半径比Ga小，原子核对最外层电子的吸引能力比Ga强，所以在GaAs中，As原子吸引电子的能力更强； ③GaAs+11HNO3（浓）＝Ga（NO3）3+H3AsO4+8NO2↑+4H2O。 【解答】解：（1）铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，不同能级的电子能量不同，共有5种不同能量的电子（1s、2s、2p、3s、3p），同一周期从左到右金属性逐渐减弱，同一主族从上到下金属性逐渐增强，所以常温下Al的金属性比Ba的金属性弱，反应2Al+4BaO3Ba↑+BaO•Al2O3能进行的主要原因是Ba的沸点比Al的低，高温时Ba变为蒸气逸出，使平衡正向移动，答案选D。 故答案为：5；弱；D； （2）A.基态Ga原子价电子排布式为4s24p1，轨道表示式中4p轨道的1个电子应单独占据一个轨道，且自旋方向相同，故A错误； B.Ga与Al同主族，性质相似，Ga（OH）3受热分解可得到Ga2O3，故B正确； C.Al常温下与水不反应，Ga与Al同主族，金属性比Al略强，但常温下Ga也不能与水剧烈反应放出氢气，故C错误； D.Ga2O3是两性氧化物，可与NaOH溶液反应生成盐，故D正确， 故答案为：BD； （3）①A.同一主族从上到下金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，所以碱性Ga（OH）3＞Al（OH）3可用元素周期律解释，故A错误； B.同一周期从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性As＞Ga可用元素周期律解释，故B错误； C.H3AsO4和H3AsO3是As的不同价态的含氧酸，酸性强弱与元素周期律无关，不能用元素周期律解释，故C正确； 故答案为：C； ②As元素显负价的原因：As与Ga同周期，As的核电荷数比Ga大，原子半径比Ga小，原子核对最外层电子的吸引能力比Ga强，所以在GaAs中，As原子吸引电子的能力更强，显﹣3价， 故答案为：As与Ga同周期，As的核电荷数比Ga大，原子半径比Ga小，原子核对最外层电子的吸引能力比Ga强，所以在GaAs中，As原子吸引电子的能力更强； ③浓硝酸具有强氧化性，将GaAs氧化为H3AsO4和Ga3+，浓硝酸被还原为NO2，根据原子守恒和电子守恒，化学方程式为：GaAs+11HNO3（浓）＝Ga（NO3）3+H3AsO4+8NO2↑+4H2O， 故答案为：GaAs+11HNO3（浓）＝Ga（NO3）3+H3AsO4+8NO2↑+4H2O。 16. 甲同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律。其设计的实验方案如下，请你帮他 填写完整，并做出评价。 实验室提供的试剂：NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水 （1）实验目的： ①写出下列实验报告中的实验现象和离子方程式 实验步骤 实验现象 实验结论及离子方程式 甲　　 乙　　 离子方程式甲　 结论：卤素单质的氧化性由强到弱的 顺序为 Cl2＞Br2＞I2 ②评价 甲同学设计的实验方案的合理性是　　 （填字母）。 A．非常合理 B．部分合理 C．完全不合理 ③补充和完善 上一题②中若选A，则此项不用再作答，若选B或C，则完成实验还需要的试剂是A　 　 。 （2）如表是元素周期表主族元素的一部分，短周期元素X的最高正化合价是+5，Y的单质可在空气中燃烧。请回答下列问题： W X Y Z ①写出Z的原子结构示意图：　　 。 ②探究同主族元素性质的一些共同规律，是学习化学的重要方法之一。在如表中列出对H2ZO3各种不同化学性质的推测，举例并写出相应的化学方程式（化学方程式中用Z表示即可）。 编号 性质推测 化学方程式 示例 氧化性 H2ZO3+4HI═Z↓+2I2+3H2O 1 　 　 　　 2 　 　 　 　 ③由 C、O和Y三种元素组成的化合物COY中，所有原子的最外层都满足8电子结构。写出该化合物的电子式：　　 。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）①甲试管中加入氯水，溶液中溴离子被氯气氧化成溴单质，溶液由无色变为橙色，反应的离子方程式为：2Br﹣+Cl2═Br2+2Cl﹣， 乙试管中加入氯水，溶液中的碘离子被氯气氧化成碘单质，溶液由无色变为黄色，反应的离子方程式为：2I﹣+Cl2═2Cl﹣+I2， 故答案为： 实验现象 实验结论及离子方程式 甲：溶液由无色变为橙色 乙：溶液由无色变为黄色 甲 2Br﹣+Cl2═Br2+2Cl﹣ 乙 2I﹣+Cl2═2Cl﹣+I2 ②由于乙试管使用的是氯水，无法证明溴单质的氧化性大于碘单质的氧化性，甲同学设计的实验方案部分合理； 故答案为：B； ③完成实验还需要的试剂是证明溴的非金属性比碘强，所以试管乙应该使用溴水， 故答案为：溴水； （2）①硒原子核电荷数为34，原子核外四个电子层，最外层电子6个，原子结构示意图为； 故答案为：； ②H2SeO3与H2SO3相似，具有氧化性、还原性和酸性，如反应：2H2SeO3+O2═2H2SeO4（或Br2+H2SeO3+H2O═H2SeO4+2HBr）中表现还原性，反应H2SeO3+2NaOH═Na2SeO3+2H2O表现酸性， 故答案为： 1 还原性 2H2SeO3+O2═2H2SeO4 （或Br2+H2SeO3+H2O═H2SeO4+2HBr） 2 酸性 H2SeO3+2NaOH═Na2SeO3+2H2O ； ③由C、O和S三种元素组成的化合物COS中，所有原子的最外层都满足8电子结构，则C原子与O原子之间形成2对个共用电子对、C原子与S原子之间形成2对共用电子对，COS的电子式为， 故答案为：。 17．钠离子电池被认为在基于电网的储能系统中最具发展前景，双金属硫化物Sb2S3@FeS2空心纳米棒将有助于提高钠离子电池性能。回答下列问题： （1）Sb位于第五周期，与N同主族，基态Sb的价电子排布图（轨道表达式）为　　 ，[H2F]+[SbF6]﹣（氟锑酸）是一种超强酸，[H2F]+的空间构型为 　　 ，与[H2F]+具有相同空间构型和键合形式的阴离子为 　 。 （2）Si、P与S是同周期中相邻的元素，Si、P、S的第一电离能由大到小的顺序是 　 　 。 （3）与S同主族的元素有O、Se、Te等，它们氢化物的沸点大小为H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，其原因是 　 　 。 （4）已知：r（Fe2+）为61pm，r（Co2+）为65pm。在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3，实验测得FeCO3的分解温度低于CoCO3，原因是 　 　 。 （5）其离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由X、Y组成，则该氧化物的化学式为 　 ；已知该晶体的密度为dg⋅cm﹣3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的晶胞参数a＝　 pm（用含d和NA的代数式表示）。 【答案】（1）；V形；NH2﹣； （2）P＞S＞Si； （3）H2Te、H2Se、H2S均是分子晶体，相对分子质量逐渐减小，范德华力减小，所以沸点逐渐降低，而水分子间存在氢键，所以沸点最高； （4）Fe2+的半径小于Co2+，FeO的晶格能大于CoO，FeCO3比CoCO3易分解； （5）Fe3O4；10﹣10。 【解答】解：（1）位于第五周期，与N同主族，基态 Sb的价层电子排布式为5s25p3，则价电子排布图（轨道表达式）为，[H2F]+中F原子价层电子对数＝24且含有2个孤电子对，与[H2F]+具有相同空间构型和键合形式的阴离子中含有3个原子、价电子数是8，符合条件的阴离子为NH2﹣， 故答案为：；V形；NH2﹣； （2）同周期从左到右第一电离能呈增大的趋势，但第VA族大于第VIA族，第一电离能由大到小的顺序是P＞S＞Si， 故答案为：P＞S＞Si； （3）与S同主族的元素有O、Se、Te等，它们氢化物的沸点大小为H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，其原因是H2Te、H2Se、H2S均是分子晶体，相对分子质量逐渐减小，范德华力减小，所以沸点逐渐降低，而水分子间存在氢键，所以沸点最高， 故答案为：H2Te、H2Se、H2S均是分子晶体，相对分子质量逐渐减小，范德华力减小，所以沸点逐渐降低，而水分子间存在氢键，所以沸点最高； （4）金属氧化物中，金属阳离子半径越小，晶格能越大，氧化物越稳定，碳酸盐越易分解，Fe2+的半径小于Co2+，FeO的晶格能大于CoO，则FeO比CoO稳定，所以FeCO3比CoCO3易分解，则FeCO3的分解温度低于CoCO3， 故答案为：Fe2+的半径小于Co2+，FeO的晶格能大于CoO，FeCO3比CoCO3易分解； （5）该晶胞中含有4个X结构、4个Y结构，晶胞中Fe2+个数＝864＝8，O2﹣个数＝4×4+4×4＝32、Fe3+个数＝4×4＝16，所以Fe2+、O2﹣、Fe3+个数之比＝8：32：16＝1：4：2，其化学式为Fe3O4；晶胞密度ρ，则该晶体的晶胞参数acm10﹣10pm， 故答案为：Fe3O4；10﹣10。 18．为验证同主族元素性质的递变规律。某小组用如图所示的装置进行实验（夹持仪器已略去.装置气密性已检验）。 实验过程： I.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 Ⅱ.当装置B和装置C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。 Ⅲ.当装置B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。 Ⅳ... 已知淀粉遇碘显蓝色。回答下列问题： （1）碘在元素周期表中的位置为 　 　 。 （2）该实验利用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2。写出用MnO2代替KMnO4制取Cl2的化学方程式：　 　 ，装置A中湿润的淀粉KI试纸变蓝说明 　 　 。 （3）装置B的溶液中NaBr完全被氧化，则消耗Cl2的质量为 　 。 （4）为验证溴元素的非金属性强于碘元素的，过程Ⅳ的操作和现象是 　 　 。 【答案】（1）第五周期第ⅦA族； （2）MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O；氯气的氧化性强于碘单质的氧化性； （3）0.355g； （4）打开活塞b，将装置C中的少量溶液滴入装置D中，关闭活塞b，取下装置D振荡，静置后CCl4层变为紫红色。 【解答】解：（1）Ⅰ是卤族元素，在元素周期表中位于第五周期第ⅦA族， 故答案为：第五周期第ⅦA族； （2）MnO2与浓盐酸反应制取Cl2，化学方程式：MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O；淀粉遇到I2变蓝，装置A中湿润的淀粉KI试纸变蓝，说明Cl2的氧化性大于I2，即氯元素的非金属性强于碘元素， 故答案为：MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O；氯气的氧化性强于碘单质的氧化性； （3）装置B中发生反应为：Cl2+2NaBr＝Br2+2NaCl，10mL1mol/L的NaBr溶液中n（NaBr）＝1mol/L×0.01L＝0.01mol，消耗氯气的物质的量为：n（Cl2）n（NaBr）＝0.005mol，m（Cl2）＝0.005mol×71g/mol＝0.355g， 故答案为：0.355g； （4）为验证溴的氧化性强于碘，应将C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，若发生置换反应，则静至后CCl4层溶液变为紫红色，故操作应为：打开活塞b，将装置C中的少量溶液滴入装置D中，关闭活塞b，取下装置D振荡，静置后CCl4层变为紫红色， 故答案为：打开活塞b，将装置C中的少量溶液滴入装置D中，关闭活塞b，取下装置D振荡，静置后CCl4层变为紫红色。 19．氮、氯，硫和硅等元素是中学化学中常见的非金属元素，请根据题意回答与这些元素有关的问题： （1）写出表示含有20个中子的氯原子的化学符号：　 。 （2）氮、氯、硫和硅元素中，原子半径最大的是 　　 （填元素符号）；硫元素在周期表中的位置是 　 　 ，硫化钠的电子式是 。 （3）用如图所示的实验装置证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si，则X、Y和Z分别是 　 （填化学式）。 （4）下列几种含氮物质：①NH3②N2③HNO3④Na3N⑤Mg（NO3）2，只含有离子键的是 　　 （填序号，下同），属于共价化合物的是 　 　 ；Mg（NO3）2溶于水的电离方程式是 　 。 【答案】（1）3717Cl； （2）Si；第三周期 VIA 族；； （3）HClO4、NaHCO3、Na2SiO3； （4）④；①③；Mg（NO3）2＝Mg2++2NO3﹣。 【解答】解：（1）有20个中子的氯原子的质子数为17，质量数＝17+20＝37，该原子可以表示为：3717Cl， 故答案为：3717Cl； （2）氮、氯、硫和硅元素中，硅、硫、氯原子三个电子层，氮原子两个电子层，同周期原子半径依次减小，则原子半径大小为：硅＞硫＞氯＞氮，原子半径最大的是Si，硫元素为16号元素，核外电子数16，核外三个电子层，最外层6个电子，周期表中位于第三周期VIA 族，硫化钠为离子化合物，电子式为：， 故答案为：Si；第三周期 VIA 族；； （3）用如图所示的实验装置证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si，酸性为：HClO4＞H2CO3＞H2SiO3，强酸制备弱酸，则X、Y和Z分别是：HClO4、NaHCO3、Na2SiO3， 故答案为：HClO4、NaHCO3、Na2SiO3； （4）①NH3只含共价键，为共价化合物， ②N2只含共价键，为单质， ③HNO3只含共价键，为共价化合物， ④Na3N只含离子键，为离子化合物， ⑤Mg（NO3）2含有离子键和共价键，为离子化合物， 只含有离子键的是④，属于共价化合物的是①③，Mg（NO3）2溶于水完全电离，电离方程式为：Mg（NO3）2＝Mg2++2NO3﹣， 故答案为：④；①③；Mg（NO3）2＝Mg2++2NO3﹣。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 实验活动三 同周期、同主族元素性质的递变 内 容 导 航 题型1 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 题型2 同一周期内元素性质的递变规律的探究实验 题型3 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 题型4 同一主族内元素性质递变规律的探究实验 考 点 演 练 题型1 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 解｜题｜知｜识 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系： 元素性质 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 逐渐增多（1e﹣→8e﹣） 相同 原子半径 逐渐减小（稀有气体最大） 逐渐增大 主要化合价 最高正价：+1→+7 最低负价﹣4→﹣1； 最低负价＝主族序数﹣8 最高正价相同 最低负价相同（除F、O外） 最高正价＝主族序数 第一电离能 呈增大的趋势 呈减小趋势 电负性 电负性逐渐增大 电负性逐渐减小 得失电子能力 失电子能力减弱；得电子能力增强。 失电子能力增强；得电子能力减弱。 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱； 非金属性逐渐增强。 金属性逐渐增强； 非金属性逐渐减弱。 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱； 酸性逐渐增强。 碱性逐渐增强； 酸性逐渐减弱。 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 【典例1】已知33As、35Br位于同一周期，下列关系正确的是（　　） A．原子半径：As＞Cl＞P B．还原性：AsH3＞H2S＞HCl C．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBr D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4 【变式1】在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是（　　） A．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大 B．金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点 C．KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低 D．CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高 【变式2】锗（32Ge）与钾（19K）同周期。下列说法正确的是（　　） A．锗位于第4周期第ⅤA族 B．Ge的中子数与电子数的差值为38 C．锗是一种半导体材料 D．碱性：Ge（OH）4＞KOH 【变式3】已知镓（31Ga）和溴（35Br）是第四周期的主族元素。下列分析错误的是（　　） A．镓元素为第四周期第ⅢA元素 B．原子半径：Br＞Ga C．79Br与81Br得电子能力相同 D．碱性：Ga（OH）3＞Al（OH）3，酸性：HClO4＞HBrO4 题型2 同一周期内元素性质的递变规律的探究实验 解｜题｜知｜识 1、同一周期从左往右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 2、同一周期从左往右，核电荷数逐渐增大，最外层电子数逐渐增多，原子半径逐渐减小。 3、同一周期从左往右，元素的失去电子逐渐减弱，得到电子逐渐增强。 【典例1】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经老师批准后进行试验，实验现象记录如下表（实验方案4、5盐酸浓度因记录表中数据模糊，分别用a、b表示）： 实验方案 实验现象 ①用砂纸打磨后的镁条与沸水反应，再向反应液中滴加酚酞 ②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水（H2S是弱酸） ③钠与滴有酚酞试液的冷水反应 ④镁条与　　 mol/L的盐酸反应 ⑤铝条与　　 mol/L的盐酸反应 ⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 Ⅰ．浮于水面，熔成小球，四处游动，逐渐缩小，溶液变红色 Ⅱ．放出无色气体，气体可燃，溶液变浅红色 Ⅲ．反应不十分强烈，产生的气体可燃 Ⅳ．剧烈反应，产生的气体可燃 Ⅴ．生成白色絮状沉淀，继而沉淀消失 Ⅵ．生成淡黄色沉淀 （提示：非金属单质与化合物之间也能发生置换反应） 请根据记录回答下列问题： （1）该同学的实验目的为　 律　 ； （2）请比较a、b的大小关系（选择“大于”、“小于”、“等于”、“任意关系”填空）：a　 　 b （3）完成实验方案3除需要烧杯、小刀、玻璃片、胶头滴管等外，还必须用到的一种仪器名称是　　 ； （4）请根据记录表填写实验现象序号对应的实验方案编号：Ⅰ　　 Ⅱ　　 Ⅲ　　 Ⅳ　　 ； （5）请分别写出下列实验方案中现象对应的离子方程式： 实验方案2：　 实验方案6：　 　 （6）该实验结论是　 　 ． 【变式1】铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用． （1）铝在元素周期表中的位置是　 　 ． （2）已知电负性的数值表示原子对电子吸引能力的相对大小．以下是几种原子的电负性数值： 元素 钠 镁 铝 硅 电负性 0.9 1.2 x 1.8 ①铝的电负性x的范围是　 　 ． ②电负性的数值与元素金属性的关系是　 　 ． ③下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是　 　 ． a．测定镁和铝的导电性强弱 b．测定等物质的量浓度的Al2（SO4）3和MgSO4溶液的pH c．向0.1mol/LAlCl3和0.1mol/L MgCl2中加过量NaOH溶液 （3）铝热法是常用的金属冶炼方法之一． 已知：4Al （s）+3O2（g）＝2Al2O3（s）△H1＝﹣3352kJ/mol Mn（s）+O2（g）＝MnO2 （s）△H2＝﹣521kJ/mol Al与MnO2反应冶炼金属Mn的热化学方程式是　 　 ． （4）冶炼金属铝时，用石墨做电极电解熔融Al2O3．液态铝在（填“阴”或“阳”）　　 极得到，电解过程中，阳极石墨需要不断补充，结合电极反应说明其原因是　 　 ． 【变式2】金属Na、Mg、Al有广泛的应用 （1）金属Na、Mg、Al的金属性，进行了如下实验： 实验1：各取1.0g金属钠和镁，分别加入到5mL水中，钠与水反应剧烈，镁与水反应缓慢。 实验2：各取1.0g的镁条和铝条，分别加入到5mL 1.0mol/L盐酸中，镁与盐酸反应剧烈，铝与盐酸反应较剧烈。 实验1和实验2得出的结论是　 　 ，用原子结构理论解释；同周期元素从左到右，　 　 。 （2）Na、Mg、Al都可用于制备储氢的金属氢化物。 ①NaH是离子化合物，其电子式为　 。能与水发生氧化还原反应 生成H2，该反应的还原剂是　　 。NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂（铁锈的成分表示为Fe2O3），脱锈过程发生反应的化学式为　 　 。 ②NaAlH4是一种良好的储氢材料。NaAlH4与水反应的化学方程式是　 　 。 【变式3】金属Na、Mg、Al有广泛的应用． （1）周期表中Na、Mg、Al所在周期是　 　 ． （2）为比较Na、Mg、Al的金属性，进行了如下实验： 实验1：各取1.0g金属钠和镁，分别加入到5mL水中，钠与水反应剧烈，镁与水反应缓慢． 实验2：各取1.0g的镁条和铝条，分别加入到5mL 1.0mol/L盐酸中，镁与盐酸反应剧烈，铝与盐酸反应较剧烈． 已知：元素金属性强弱可以从其单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度来判断． 由实验1和实验2得出的结论是　 　 ，用原子结构理论解释：同周期元素从左到右，　 　 ． （3）Na、Mg、Al都可以用于制备储氢的金属氢化物． ①NaH是离子化合物，能与水发生氧化还原反应生成H2，该反应的还原剂是　 　 ． ②NaAlH4是一种良好的储氢材料．NaAlH4与水反应的化学方程式是　 　 ． 题型3 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 解｜题｜知｜识 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系： 元素性质 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 逐渐增多（1e﹣→8e﹣） 相同 原子半径 逐渐减小（稀有气体最大） 逐渐增大 主要化合价 最高正价：+1→+7 最低负价﹣4→﹣1； 最低负价＝主族序数﹣8 最高正价相同 最低负价相同（除F、O外） 最高正价＝主族序数 第一电离能 呈增大的趋势 呈减小趋势 电负性 电负性逐渐增大 电负性逐渐减小 得失电子能力 失电子能力减弱；得电子能俩增强． 失电子能力增强；得电子能力减弱． 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱； 非金属性逐渐增强． 金属性逐渐增强； 非金属性逐渐减弱． 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱； 酸性逐渐增强． 碱性逐渐增强； 酸性逐渐减弱． 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 【典例1】34Se和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质不正确的是（　　） A．第一电离能：Se＞33As B．原子半径：Se＜As C．酸性：H2SO4＞H2SeO4 D．沸点：H2Se＞H2S 【变式1】我国在“硅﹣石墨烯﹣锗晶体管”技术上获得重大突破。下列关于C、Si、Ge三种元素的说法正确的是（　　） A．它们都是短周期元素 B．它们都是同周期元素 C．它们都是周期表中p区元素 D．C、Si、Ge元素的非金属性依次增强 【变式2】已知：33As（砷）与P为同族元素。下列说法不正确的是（　　） A．As原子核外最外层有5个电子 B．AsH3的电子式是 C．热稳定性：AsH3＜PH3 D．非金属性：As＜Cl 【变式3】34Se和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质的比较不正确的是（　　） A．第一电离能：Se＞33As B．原子半径：Se＜As C．还原性：H2Se＞H2S D．沸点：H2Se＞H2S 题型4 同一主族内元素性质递变规律的探究实验 解｜题｜知｜识 1、同一主族从上往下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 2、同一主族从上往下，核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 3、同一主族从上往下，元素的失去电子逐渐增强，得到电子逐渐减弱。 【典例1】某课外小组同学通过实验发现镁和钙的化学性质相似．下列解释最合理的是（　　） A．都属于金属元素 B．原子半径相差不大 C．元素的最高正化合价相同 D．原子核外最外层电子数均为2 【变式1】俄罗斯科学家在利用回旋加速器进行的实验中，用含20个质子的钙元素的同位素反复轰击含95个质子的镅元素，结果成功制得4个第115号元素的原子．其与N元素同主族．这4个原子在生成数微秒后衰变成第113号元素．前者的一种核素为 X．下列有关叙述正确的是（　　） A．115号元素衰变成113号元素是化学变化 B．115号元素X的近似相对原子质量为288 C．113号元素的原子最外层有3个电子 D．因115号元素与N元素同主族，所以是非金属元素 【变式2】某研究性学习小组设计了一组实验，验证元素周期律． （1）甲同学在a、b、c、d四只烧杯里分别加入50mL冷水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的钠（Na）、镁（Mg）、铝（Al）、钾（K）金属块，观察现象． ①甲同学设计实验的目的是验证：同一主族，从上到下元素的元素金属性逐渐增强；同一周期，从左到右，元素金属性　 　 ； ②反应最剧烈的烧杯里金属是　 　 （填字母）A、钠 B、镁 C、铝 D、钾； ③写出a烧杯里发生反应的化学方程式　 　 ． ④实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象，要想达到实验的目的，请你帮助选择下列合适的方法　　 A．把镁、铝的金属块换成金属粉末 B．把烧杯中的冷水换成热水 C．把烧杯中的冷水换成盐酸 D．把烧杯中的冷水换成氢氧化钠溶液 ⑤写出铝和盐酸反应的离子方程式　 　 ． 【变式3】某同学为验证同主族元素原子得电子能力强弱进行如下实验： Ⅰ.向NaBr溶液中滴加少量氯水，充分反应后，加1mL四氯化碳振荡，静置； Ⅱ.向KI溶液中滴加少量氯水，充分反应后，加1mL四氯化碳振荡，静置； Ⅲ.在淀粉碘化钾试纸上滴加几滴溴水。 回答下列问题： （1）实验Ⅰ的现象 　 　 。 （2）根据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的实验现象可得实验结论为 　 　 ，请用原子结构的知识解释其原因：　 。 （3）实验Ⅰ、Ⅱ得到的CCl4层中含有卤素单质，可用NaOH浓溶液反萃取分离回收。以下是反萃取回收I2的操作过程： ①向装有I2的CCl4溶液的 　 　 （填仪器名称）中加入少量浓NaOH溶液； ②振荡至溶液的 　　 色消失，振荡过程中仪器内压强会增大，需要打开 　 　 （填“上口玻璃塞”或“下口活塞”）放气； ③静置、分层，先将CCl4层从仪器的下口放出，再将含碘的碱溶液从仪器的 　 　 （填“上”、“下”）口倒入烧杯中； ④边搅拌边加入几滴45%的H2SO4溶液，溶液立即转为棕黄色，并析出碘晶体，写出该反应的离子方程式 　 　 。 过 关 验 收 1．硒（34Se）元素是人体必需的微量元素之一，与溴同周期。下列说法不正确的是（　　） A．原子半径由大到小顺序：Se＞Br＞Cl B．氢化物的稳定性：硒化氢＜水＜氟化氢 C．SeO2和NaOH溶液反应生成Na2SeO4和水 D．SeO2既可发生氧化反应，又可发生还原反应 2．下列叙述正确的是：（　　） ①热稳定性：H2O＞HF＞H2S ②熔点：Al＞Na＞K ③IA、IIA族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布 ④结合质子（H+）能力：CO32﹣＞HCO3﹣＞SO42﹣ ⑤同一主族的元素的氢化物，相对分子质量越大，它的沸点一定越高 ⑥已知2H2（g）+O2（g）═2H2O（1）；△H＝﹣571.6kJ•mol﹣1，则氢气燃烧热为285.8kJ/mol ⑦因为常温下白磷可自燃，而氮气须在放电时才与氧气反应，所以非金属性：P＞N A．②③④ B．①⑥⑦ C．②④⑥ D．③⑤⑦ 3．（1）第三周期元素中，化学性质最不活泼的是　　 ，可用于制半导体材料的元 素是　　 ，最高价氧化物的水化物碱性最强的是　 　 ，酸性最强的是　 ，呈两性的是　 。（用元素符号填空） （2）在 C、N、O、F 中，原子半径最大的是　　 。 （3）第 32 号元素在元素周期表中的位置为　 　 。 （4）利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。 ①仪器 A 的名称为　 　 ，干燥管 D 的作用为　 　 。 ②若要证明非金属性：Cl＞I，则 A 中加浓盐酸，B 中加 KMnO4，KMnO4 与浓盐酸常温下反应生成氯气，C 中加淀粉﹣碘化钾混合溶液，观察到 C 中溶液　 　 （填现象），即可证明，氯气在 C 中反应的离 子方程式为　 。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用　 　 溶液吸收尾气，反应的化学方程式为　 　 。 4．某同学探究同周期主族元素性质递变规律时，设计了如下实验方案，请完成表中相关内容。 实验内容 实验现象 离子方程式 1：将镁条用砂纸打磨后，放入沸水中，再向水中滴加酚酞试液 　　 ﹣﹣﹣﹣ 2：将一小块金属钠放入滴有酚酞试液的冷水中 浮在水面上，熔成小球，不定向运动，随之消失，溶液变成红色。 　　 3：将镁条投入稀盐酸中 　 　 Mg+2H+＝Mg2++H2↑ 4：将铝条投入稀盐酸中 反应不十分剧烈，产生无色气体 　 该同学获得的实验结论为　 　 。 5．已知：34Se（硒）、S、O为同族元素。下列说法正确的是（　　） A．原子半径：Se＞S＞O B．沸点：H2O＜H2S＜H2Se C．酸性：H2SO4＜H2SeO4 D．电负性：Se＞S＞O 6．锡（50Sn）与Si处于同一主族，由于锡具有一定的抗腐蚀性，镀锡的铁皮常用于制作罐头盒。下列说法不合理的是（　　） A．原子半径：Sn＞Si B．金属性：Rb（铷）＞Sn. C．Sn位于第四周期第IVA族，p区 D．镀锡铁皮的镀层破损后，铁更容易被腐蚀 7．CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，下列有关该材料所涉及元素及其同族元素相关化合物的论述正确的是（　　） A．电负性N＞P＞As，键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3 B．Cd为48号元素，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s2 C．Sn位于第五周期第IVA族，其价层电子排布式为4d105s25p2 D．SiH4中Si的化合价为+4，CH4中C的化合价为﹣4，因此SiH4的还原性小于CH4的 8．近年来，我国在超导体材料研究方面居于世界领先地位，铊（Tl）是超导体的组成成分之 一，铊位于第6周期ⅢA族．下列对铊的性质的推导正确的是（　　） ①是易导电的银白色金属 ②Tl（OH）3是两性氢氧化物 ③Tl3+氧化能力比Al3+强 ④单质能与稀硝酸反应生成硝酸盐． A．①④ B．②③ C．① D．④ 9．同主族元素形成的同一类型化合物，其结构和性质往往相似。PH4I是一种白色晶体，下列对PH4I的叙述正确的是（　　） A．它是一种离子化合物 B．它只含共价键 C．它不可能与NaOH溶液反应 D．它受热时不会分解 10．同主族元素形成的同一类型化合物，往往其结构和性质相似。PH4I是一种白色晶体，下列对PH4I的叙述中，不正确的是（　　） A．PH4I既有离子键又有共价键 B．它是离子化合物 C．它不可能与NaOH溶液反应 D．它受热时，可能会分解产生气体 11．砷化镓（ GaAs）是一种优良的半导体材料。镓与铝同主族，镓与砷同周期，砷与氮同主族。下列说法不正确的是（　　） A．Ga位于元素周期表第ⅢA族 B．Ga的原子半径比As的大 C．AsH3的热稳定性比PH3的弱 D．H3AsO4的酸性比HNO3的强 12．硒与氧同主族，与钾同周期。下列关于硒的叙述正确的是（　　） A．非金属性比硫强 B．氢化物比HBr稳定 C．原子序数为34 D．最高价氧化物的水化物显碱性 13．下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是（　　） A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型 C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物 D．甲锗烷（GeH4）是一种结构与甲烷完全不同的化合物 14．同一主族从上到下，有关卤族元素的说法正确的是（　　） A．原子半径逐渐增大 B．单质氧化性逐渐增强 C．元素非金属性逐渐增强 D．都有最高价氧化物的水化物，化学式为HXO4 15．金属镓（31Ga）应用广泛，在半导体和光电材料、合金、磁性材料等领域都有重要应用。镓与铝是同主族元素，性质相似。 （1）铝原子核外共有　　 种不同能量的电子。用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法，如2Al+4BaO3Ba↑+BaO•Al2O3常温下Al的金属性比Ba的金属性　　 （填“强”或“弱”）。利用上述方法可制取Ba的主要原因是　　 。 A.高温时Al的活泼性强于Ba B.高温有利于BaO分解 C.高温时BaO•Al2O3比Al2O3稳定 D.Ba的沸点比Al的低 （2）下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是　 　 。 A.基态Ga原子价电子轨道表示式： B.Ga2O3可由Ga（OH）3受热分解得到 C.常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气 D.一定条件下，Ga2O3可与NaOH溶液反应生成盐 （3）GaAs是共价化合物，是一种重要的半导体材料，As与Ga同周期，As与N同主族 ①下列事实不能用元素周期律解释的是　 　 。 A.碱性强弱：Ga（OH）3＞Al（OH）3 B.非金属性：As＞Ga C.酸性强弱：H3AsO4＞H3AsO3 ②GaAs中，As元素化合价为一3价，用原子结构理论解释As元素显负价的原因：　 　 。 ③废弃含GaAs半导体材料可以用浓硝酸溶解GaAs，生成H3AsO4和Ga3+写出该反应的化学方程式：　 　 。 16. 甲同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律。其设计的实验方案如下，请你帮他 填写完整，并做出评价。 实验室提供的试剂：NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水 （1）实验目的： ①写出下列实验报告中的实验现象和离子方程式 实验步骤 实验现象 实验结论及离子方程式 甲　　 乙　　 离子方程式甲　 结论：卤素单质的氧化性由强到弱的 顺序为 Cl2＞Br2＞I2 ②评价 甲同学设计的实验方案的合理性是　　 （填字母）。 A．非常合理 B．部分合理 C．完全不合理 ③补充和完善 上一题②中若选A，则此项不用再作答，若选B或C，则完成实验还需要的试剂是A　 　 。 （2）如表是元素周期表主族元素的一部分，短周期元素X的最高正化合价是+5，Y的单质可在空气中燃烧。请回答下列问题： W X Y Z ①写出Z的原子结构示意图：　　 。 ②探究同主族元素性质的一些共同规律，是学习化学的重要方法之一。在如表中列出对H2ZO3各种不同化学性质的推测，举例并写出相应的化学方程式（化学方程式中用Z表示即可）。 编号 性质推测 化学方程式 示例 氧化性 H2ZO3+4HI═Z↓+2I2+3H2O 1 　 　 　　 2 　 　 　 　 ③由 C、O和Y三种元素组成的化合物COY中，所有原子的最外层都满足8电子结构。写出该化合物的电子式：　　 。 17．钠离子电池被认为在基于电网的储能系统中最具发展前景，双金属硫化物Sb2S3@FeS2空心纳米棒将有助于提高钠离子电池性能。回答下列问题： （1）Sb位于第五周期，与N同主族，基态Sb的价电子排布图（轨道表达式）为　　 ，[H2F]+[SbF6]﹣（氟锑酸）是一种超强酸，[H2F]+的空间构型为 　　 ，与[H2F]+具有相同空间构型和键合形式的阴离子为 　 。 （2）Si、P与S是同周期中相邻的元素，Si、P、S的第一电离能由大到小的顺序是 　 　 。 （3）与S同主族的元素有O、Se、Te等，它们氢化物的沸点大小为H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，其原因是 　 　 。 （4）已知：r（Fe2+）为61pm，r（Co2+）为65pm。在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3，实验测得FeCO3的分解温度低于CoCO3，原因是 　 　 。 （5）其离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由X、Y组成，则该氧化物的化学式为 　 ；已知该晶体的密度为dg⋅cm﹣3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的晶胞参数a＝　 pm（用含d和NA的代数式表示）。 18．为验证同主族元素性质的递变规律。某小组用如图所示的装置进行实验（夹持仪器已略去.装置气密性已检验）。 实验过程： I.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 Ⅱ.当装置B和装置C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。 Ⅲ.当装置B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。 Ⅳ... 已知淀粉遇碘显蓝色。回答下列问题： （1）碘在元素周期表中的位置为 　 　 。 （2）该实验利用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2。写出用MnO2代替KMnO4制取Cl2的化学方程式：　 　 ，装置A中湿润的淀粉KI试纸变蓝说明 　 　 。 （3）装置B的溶液中NaBr完全被氧化，则消耗Cl2的质量为 　 。 （4）为验证溴元素的非金属性强于碘元素的，过程Ⅳ的操作和现象是 　 　 。 19．氮、氯，硫和硅等元素是中学化学中常见的非金属元素，请根据题意回答与这些元素有关的问题： （1）写出表示含有20个中子的氯原子的化学符号：　 。 （2）氮、氯、硫和硅元素中，原子半径最大的是 　　 （填元素符号）；硫元素在周期表中的位置是 　 　 ，硫化钠的电子式是 。 （3）用如图所示的实验装置证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si，则X、Y和Z分别是 　 （填化学式）。 （4）下列几种含氮物质：①NH3②N2③HNO3④Na3N⑤Mg（NO3）2，只含有离子键的是 　　 （填序号，下同），属于共价化合物的是 　 　 ；Mg（NO3）2溶于水的电离方程式是 　 。 学科网（北京）股份有限公司 $