2020-2021【化学】化学 元素周期律的专项 培优练习题附答案
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2020-2021【化学】化学元素周期律的专项培优练习题附答案
一、元素周期律练习题(含详细答案解析)
1.我国十分重视保护空气不被污染,奔向蓝天白云,空气清新的目标正在路上。
硫、氮、碳的大多数氧化物都是空气污染物。
完成下列填空:
I.(1)碳原子的最外层电子排布式为___。
氮原子核外能量最高的那些电子之间相互比较,它们不相同的运动状态为___。
硫元素的非金属性比碳元素强,能证明该结论的是(选填编号)___。
A.它们的气态氢化物的稳定性
B.它们在元素周期表中的位置
C.它们相互之间形成的化合物中元素的化合价
D.它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
Ⅱ.已知NO 2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g),在一定容积的密闭容器中进行该反应。
(2)在一定条件下,容器中压强不发生变化时,___(填“能”或“不能”)说明该反应已经达到化学平衡状态,理由是:___。
在一定温度下,若从反应体系中分离出SO3,则在平衡移动过程中(选填编号)___。
A.K值减小
B.逆反应速率先减小后增大
C.K值增大
D.正反应速率减小先慢后快
Ⅲ.化学家研究利用催化技术进行如下反应:2NO2+4CO N2+4CO2+Q(Q>0)
(3)写出该反应体系中属于非极性分子且共用电子对数较少的物质的电子式___。
按该反应正向进行讨论,反应中氧化性:___>___。
若该反应中气体的总浓度在2min内减少了0.2mol/L,则用NO2来表示反应在此2min内的平均速率为___。
(4)已知压强P2>P1,试在图上作出该反应在P2条件下的变化曲线___。
该反应对净化空气很有作用。
请说出该反应必须要选择一个适宜的温度进行的原因是:
___。
【答案】2s22p2电子云的伸展方向 C、D 不能该反应中,气体反应物与气体生成物的物质的量相等,一定条件下,不管反应是否达到平衡,气体总物质的量不变,压强也不变。
所以压强不变,不可说明反应已达到平衡 B NO2 CO2 0.2mol/
(L•min)若温度过低,催化剂活性可能小,化学反应速
率可能太小,若温度过高,使化学反应平衡向逆方向移动,反应物转化率小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)碳为6号元素,碳原子的最外层电子排布式为2s22p2。
氮为7号元素,氮原子核外能量最高的电子排布为2p3,排在相互垂直的的三个轨道上,它们的电子云的伸展方向不相同;A.非金属性越强,气态氢化物越稳定,但H2S的稳定性不如甲烷稳定,不能说明硫元素的非金属性比碳元素强,故A不选;B.不能简单的根据它们在元素周期表中的位置判断非金属性的强弱,故B不选;C.S和C相互之间形成的化合物为CS2,其中C显正价,S显负价,说明硫元素的非金属性比碳元素强,故C选;D.硫酸的酸性比碳酸强,能够说明硫元素的非金属性比碳元素强,故D选;故选CD;故答案为:2s22p2;电子云的伸展方向;CD;
(2)NO 2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)为气体物质的量不变的反应,在一定容积的密闭容器中,容器中气体的压强为恒量,压强不发生变化,不能说明该反应已经达到化学平衡状态;在一定温度下,若从反应体系中分离出SO3,SO3浓度减小,A.温度不变,K值不变,故A错误;B. SO3浓度减小,逆反应速率减小,平衡正向移动,随后又逐渐增大,故B正确;C. 温度不变,K值不变,故C错误;D. SO3浓度减小,平衡正向移动,正反应速率逐渐减小,开始时反应物浓度大,反应速率快,随后,反应物浓度逐渐减小,反应速率减小,因此正反应速率逐渐减小先快后慢,故D错误;故选B;故答案为:不能;该反应中,气体反应物与气体生成物的物质的量相等,一定条件下,不管反应是否达到平衡,气体总物质的量不变,压强也不变。
所以压强不变,不可说明反应已达到平衡;B;
(3)2NO2+4CO N2+4CO2,该反应体系中属于非极性分子的是N2和CO2,N2含有3个共用电子对,CO2含有4个共用电子对,共用电子对数较少的是氮气,电子式为。
氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,反应中氧化剂为NO2,氧化产物为CO2,因此氧化性:NO2>CO2;由于2NO2+4CO N2+4CO2反应后气体的浓度变化量为1,若该反应中气体的总浓度在2min内减少了0.2mol/L,说明2min内NO2的浓度减小
了0.4mol/L,v=
c
t
∆
∆
=
0.4/
2
mol L
min
=0.2mol/(L•min),故答案为:;NO2;CO2;
0.2mol/(L•min);
(4)2NO2+4CO N2+4CO2是一个气体的物质的量减小的反应,增大压强,平衡正向移动,氮气的浓度增大,压强越大,反应速率越快,建立平衡需要的时间越短,压强P2>
P1,在P2条件下的变化曲线为;该反应是一个放热反应,温
度过低,催化剂活性可能小,化学反应速率可能太小,若温度过高,使化学反应平衡向逆方向移动,反应物转化率小,因此该反应必须要选择一个适宜的温度进行,故答案为:
;若温度过低,催化剂活性可能小,化学反应速率可能太
小,若温度过高,使化学反应平衡向逆方向移动,反应物转化率小。
【点睛】
本题的易错点为(1),元素非金属性强弱的判断方法很多,但要注意一些特例的排除,如本题中不能通过硫化氢和甲烷的稳定性判断非金属性的强弱。
2.原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。
其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D 为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序数为29。
(1)F原子基态的外围核外电子排布式为_______。
(2)在A、B、C三种元素中,第一电离能由小到大的顺序是_______(用元素符号回答)。
(3)元素B的简单气态氢化物的沸点________(高于,低于)元素A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是__________。
(4)由A、B、C形成的离子CAB-与AC2互为等电子体,则CAB-的结构式为__________。
(5)在元素A与E所形成的常见化合物中,A原子轨道的杂化类型为________。
(6)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为
______。
【答案】3d104s1 C<O<N 高于 NH3分子之间存在氢键 [N=C=O]- sp NaNO2
【解析】
【分析】
原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素,A的基态原于有3个不同的能级,各
能级中的电子数相等,则A是C元素;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同,C原子序数大于A,则C为O元素;B原子序数大于A而小于C,则B是N元素;E和C位于同一主族,则E是S元素;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素,原子序数小于S,则D是Na元素;F的原子序数为29,为Cu元素;
(1)F是Cu元素,其原子核外有29个电子,根据构造原理书写F基态原子的外围核外电子排布式;
(2)A、B、C分别是C、N、O元素,同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;
(3)含有氢键的氢化物熔点较高;
(4)由C、N、O形成的离子OCN-与CO2互为等电子体,等电子体原子个数相等、价电子数相等;
(5)在元素C与S所形成的常见化合物CS2中,根据价层电子对理论确定A原子轨道的杂化类型;
(6)由N、O、Na三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,利用均摊法确定其化学式。
【详解】
(1)F为ds区,因此核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,外围核外电子排布式为3d104s1;
(2)同周期从左向右第一电离能增大,但II A>III A、V A>VI A,第一电离能大小顺序是C <O<N;
(3)B的氢化物是NH3,A的简单氢化物是CH4,NH3分子之间存在氢键,而CH4分子间的作用是范德华力,氢键比范德华力更强,NH3的沸点较高;
(4)CAB-的化学式为OCN-,AC2的化学式为CO2,两者为等电子体,它们的结构相似,因此OCN-的结构式为:[N=C=O]−;
(5)形成的化合物是CS2,结构式为S=C=S,杂化轨道数等于价层电子对数,即C的杂化类型为sp;
(6)根据半径大小,大黑球是Na,大黑球位于晶胞的棱上,因此真正属于晶胞的个数为
8×1
4
=2,大白球为N,小白球为O,两者形成离子是NO2-,其位于顶点和体心,真正的个
数为8×1
8
+1=2,因此化学式为NaNO2。
3.比较下列性质(用“>”、“=”、“<”填空)
①半径 P ________F
②酸性 H3PO4 ________ H2SO4
③碱性Mg(OH)2 ________Al(OH)3
④稳定性 H2S ________ H2O
⑤还原性H2S ________ HCl
⑥氧化性 Cl2 ________Br2.
【答案】> < > < > >
【解析】
【分析】
①根据不同周期元素的原子核外电子层数越多,半径越大分析;
②根据元素的非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物的酸性越强分析;
③根据元素的金属性越强,对应最高价氧化物的水化物的碱性越强分析;
④根据元素的非金属性越强,对应氢化物的稳定越强分析;
⑤根据元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,则对应氢化物的还原性越弱分析;
⑥根据元素的非金属性越强,单质的氧化性越强分析。
【详解】
①P和F分别位于周期表第三周期和第二周期,P原子核外有3个电子层,F原子核外有2个电子层,元素的原子核外电子层数越多,半径越大,故答案为:>;
②P和S位于同一周期,S的非金属性大于P,元素的非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物的酸性越强,
故答案为:<;
③Mg的金属性大于Al,元素的金属性越强,对应最高价氧化物的水化物的碱性越强,
故答案为:>;
④O的非金属性大于S,元素的非金属性越强,对应氢化物的稳定越强,
故答案为:<;
⑤Cl的非金属性大于S,元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,则对应氢化物的还原性越弱,
故答案为:>;
⑥Cl的非金属性大于Br,元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,
故答案为:>。
4.下表列出了①~⑩十种元素在周期表中的位置。
回答下列问题:
(1)①、④按原子个数比1:1 组成的分子的电子式为____________________ ;由②、④两种元素组成的一种无毒化合物的结构式为 _____________________。
(2)这10种元素中,化学性质最不活泼的元素是_____________(填元素符号,下同),得电子能力最强的原子是__________________,失电子能力最强的单质与水反应的化学方程式是_________________________。
(3)用化学方程式表示②和⑨两种元素的非金属性强弱:________________________。
(4)元素③的气态氢化物和元素⑧的气态氢化物中,易于制备的是
____________________(填化学式)
(5)元素⑤的最高价氧化物对应的水化物与元素⑦的最高价氧化物对应的水化物反应,其离子方程式为 ______________________________。
(6)元素①、④、⑤两两之间可以形成两种类型的化合物,写出一种共价化合物的化学式:___________________ ;写出一种离子化合物的化学式:______________________。
(7)写出⑥的单质置换出②的单质的化学方程式:________________________。
【答案】 O=C=O Ne O 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2HC1O4
+Na2CO3=CO2↑+2NaC1O4 +H2O H2S A1(OH) 3 +OH- = A1O2- +2 H2O H2O(或H2O2) Na2O (或Na2O2或NaH)2Mg+ CO22MgO+C
【解析】
【分析】
从表中元素所在的位置,可推出①为氢(H),②为碳(C),③为磷(P),④为氧(O),⑤为钠(Na),⑥为镁(Mg),⑦为铝(Al),⑧为硫(S),⑨为氯(Cl),⑩为氖(Ne)。
【详解】
(1)①、④为H和O,二者按原子个数比1:1 组成分子H2O2,电子式为;②、④两种元素为C和O,二者组成的一种无毒化合物为CO2,结构式为 O=C=O。
答案为:;O=C=O;
(2)这10种元素中,化学性质最不活泼的元素是稀有气体元素Ne,得电子能力最强的原子是O,失电子能力最强的元素是Na,它的单质与水反应生成NaOH和H2,化学方程式是2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
答案为:Ne;O;2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
(3)②和⑨分别为C和Cl,比较两种元素的非金属性强弱,可利用HClO4与碳酸钠反应,方程式为:2HC1O4 +Na2CO3=CO2↑+2NaC1O4 +H2O。
答案为:2HC1O4 +Na2CO3=CO2↑+2NaC1O4 +H2O;
(4)元素③的气态氢化物为PH3,元素⑧的气态氢化物为H2S,易于制备的是H2S。
答案为:H2S;
(5)元素⑤的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,与元素⑦的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3反应,生成NaAlO2和H2O,其离子方程式为A1(OH) 3 +OH- = A1O2- +2 H2O。
答案为:A1(OH) 3 +OH- = A1O2- +2 H2O;
(6)元素①、④、⑤分别为H、O、Na,两两之间反应,生成共价化合物可能为水或双氧水,化学式为H2O(或H2O2);离子化合物可能为氧化钠、过氧化钠、氢化钠,化学式为Na2O(或Na2O2或NaH)。
答案为:H2O(或H2O2);Na2O(或Na2O2或NaH);
(7)⑥的单质Mg与CO2在点燃条件下反应,置换出②的单质C,同时生成MgO,化学方程式为:2Mg+ CO22MgO+C。
答案为:2Mg+ CO22MgO+C。
【点睛】
比较氧与氯的得电子能力,如果利用周期表中元素所在位置,无法比较;利用同一反应,O2可以制Cl2,Cl2也可以制O2,所以我们最好利用同一化学式,比如HClO,从化合价可
以解决问题。
5.8种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示,,其中D元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍.表中字母分别代表某一元素。
请回答下列问题。
(1)D、B的元素名称分别为_______、_______。
(2)元素A与元素B相比,金属性较强的是______(填元素符号),下列表述中能证明这一事实的是______(填字母)。
A.A单质的熔点比B单质低
B.A的化合价比B低
C.A单质与水反应比B单质与水反应剧烈
D.A最高价氧化物对应的水化物的碱性比B的强
(3)G、H的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是__________(用化学式表示)。
G、C、F三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是________(用化学式表示)。
(4)F元素的单质可以用来制取漂白液,其化学方程式为________。
(5)E和H形成的一种化合物,相对分子质量在170~190之间,且E的质量分数约为70%.该化合物的化学式为________。
【答案】磷铝 Na CD NH3˃CH4 HClO4˃H2CO3˃H2SiO3
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O S4N4
【解析】
【分析】
由元素在周期表中的位置可知,D位于第三周期,D元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍,令该原子最外层电子数为x,则2+8+x=3x,解得x=5,即D为P,结合其他元素在周期表中的位置可知:A为Na、B为Al、C为Si、E为S、F为Cl、G为C、H为N。
【详解】
(1)由分析可知:D为P、B为Al,元素名称分别为磷、铝;
(2)A为Na、B为Al,同一周期从左到右,随着核电荷数的增加,金属性逐渐的减弱,故金属性较强的是Na。
A.A、B金属性的强弱与金属单质熔点的高低没有关系,A错误;
B.A、B金属性的强弱与金属元素化合价的高低没有关系,B错误;
C.金属单质与水反应越剧烈,金属性越强,Na与水反应比Al与水反应剧烈可以证明Na 的金属性比Al的强,C正确;
D.最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,金属性越强,Na最高价氧化物对应的水化物的碱性比Al的强,可以证明Na的金属性比Al的强,D正确;
答案选CD 。
(3)G 、H 的简单气态氢化物分别为CH 4、NH 3,同一周期的主族元素,从左到右随着核电荷数的增加,非金属性逐渐增强,G 、H 的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是NH 3˃CH 4;G 为C 、C 为Si 、F 为Cl ,非金属性Cl˃C˃Si ,非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,即HClO 4˃H 2CO 3˃H 2SiO 3;
(4)F 元素的单质为Cl 2,其用来制取漂白液的化学方程式为,
2Cl 2+2Ca(OH)2=CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O ;
(5)E 为S 、H 为N ,形成的化合物中S 的质量分数为70%,则S 和N 的原子个数比为 70%30%3214
:≈1:1,其相对分子质量在170~190之间,设化学式为(SN)x ,当x=4时,(32+14)×4=184,满足相对分子质量在170~190之间,所以该化合物的化学式为S 4N 4。
6.短周期元素 Q 、R 、T 、W 在元素周期表中的位置如图所示,其中 T 所处的周期数与主族序数相等。
(1)W 在周期表中的位置是_______,Q 、R 、T 三种元素原子半径由大到小的顺序为_______________________(用元素符号表示),Q 的最高价氧化物的化学式为
________________,
(2)元素的原子得电子 能力:Q________________W(填“强于”或“弱于”)。
(3)原子序数比 R 多 1 的元素有一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,该反应的化学方程式为______________________________________________________________________。
【答案】第三周期第ⅥA 族 Al>C>N CO 2 弱于 222
22MnO 2H O 2H O+O
【解析】
【分析】
由短周期元素Q 、R 、T 、W 在元素周期表中的位置,可知Q 、R 处于第二周期,T 、W 处于第三周期,其中T 所处的周期序数与主族序数相等,则T 为Al ,可推知Q 为C 元素、R 为N 元素、W 为S 元素,以此解答。
【详解】
(1)根据上述分析: W 为S 元素,原子序数为16,位于周期表中第三周期V IA 族;原子的电子层越多,原子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大,原子半径越小,根据上述分析:Q 为C 元素、R 为N 元素、T 为Al ,则Q 、R 、T 三种元素原子半径由大到小顺序为: Al>C>N ;Q 的最高价氧化物的化学式为CO 2,故答案:第三周期第ⅥA 族;Al>C>N ; CO 2;
(2) 根据上述分析:Q 为C 元素、W 为S 元素,非金属性:S>C ,则酸性:硫酸>碳酸,故答案为:弱于;
(3) 根据上述分析:R 为N 元素,原子序数比R 多1的元素为O 元素,氧元素一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,为过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解生成水与氧气,该分解反应的化学方程式是:2H 2O 22H 2O+O 2↑,故答案:2H 2O 22H 2O+O 2↑;
7.X 、Y 、Z 、W 、Q 、R 是周期表中前 36 号元素,核电荷数依次增大,其中 X 、Y 、Z 、 W 都是元素周期表中短周期元素。
X 为非金属元素,且 X 原子的核外成对电子数是未成对电
子数的 2 倍,Z 的次外层电子数是最外层电子数的
13
,W 原子的 s 电子与 p 电子数相等,Q 是前四周期中电负性最小的元素,R 的原子序数为 29。
回答下列问题:
(1)X 的最高价氧化物对应的水化物分子中,中心原子采取______________杂化。
(2)化合物 XZ
与 Y 的单质分子互为______________,1mol XZ 中含有π键的数目为______________。
(3)W 的稳定离子核外有______________种运动状态的电子。
W 元素的第一电离能比其同周期 相邻元素的第一电离能高,其原因是:_____。
(4)Q 的晶体结构如图所示,则在单位晶胞中 Q 原子的个数为______________,晶体的配位数是______________。
(5)R 元素的基态原子的核外电子排布式为________;Y 与 R 形成某 种化合物的晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度为ρg·cm -3,阿伏加德罗常数的数值为 N A ,则该晶体中 R 原子和 Y 原子之间的最短距离为______________cm 。
(只写计算式)
【答案】sp 2 等电子体 2N A 10 Mg 原子的价电子排布式为 3s 2,3s 轨道处于全满状态,比较稳定, 失去一个电子比较困难 2 8 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 13A 12062ρN 【解析】
【分析】
X 、Y 、Z 、W 、Q 、R 是周期表中前 36 号元素,核电荷数依次增大,其中 X 、Y 、Z 、 W 都是元素周期表中短周期元素。
X 为非金属元素,且 X 原子的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍,则X 的核外电子排布式为1s 22s 22p 2,则X 为碳;Z 的次外层电子数是最外层电子数的13
,则Z 为氧,Y 为氮;W 原子的 s 电子与 p 电子数相等,则W 的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 2,W 为镁;Q 是前四周期中电负性最小的元素,则Q 为钾;R 的原子序数为 29,则R 为铜,据此分析解答。
【详解】
(1)X的最高价氧化物对应的水化物为H2CO3,结构式为,则中心原
子C采取sp2杂化,故答案为:sp2;
(2)化合物CO与N2分子具有相同的原子个数及价层电子数,属于等电子体;CO的结构与N2相似,为C O
≡,其中含有π键的数目为2N A,故答案为:等电子体;2N A;
(3)Mg2+核外有10个电子,则有10种运动状态的电子;W元素的第一电离能比其同周期相邻元素的第一电离能高,其原因是Mg 原子的价电子排布式为 3s2,3s 轨道处于全满状态,比较稳定,失去一个电子比较困难;故答案为:10;Mg 原子的价电子排布式为 3s2,3s 轨道处于全满状态,比较稳定,失去一个电子比较困难;
(4)根据晶胞结构知,钾原子在顶点和体心,则在单位晶胞中钾原子的个数为
8×1
8
+1=2;离体心钾原子最近的钾原子处于晶胞的8个顶点,则晶体的配位数是8
;故答
案为:2;8
(5)铜基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;晶胞中含有N原子数为:8×
1
8
=1,含有的Cu原子数为:12×
1
4
=3,则晶胞的质量为
A A
14+643206
=
N N
⨯
,设晶胞的
棱长为d,则d3=
A
206
Nρ,则R原子和Y原子之间的最短距离为3
A
1206
2ρN
;故答案为:
1s22s22p63s23p63d104s1;3
A
1206
2ρN。
8.1869年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表,到现在形成的周期表经过了众多化学家的艰辛努力,历经142年,元素周期表体现了元素位构性的关系,揭示了元素间的内在联系。
如图是元素周期表的一部分,回答下列问题。
(1)元素Ga在元素周期表中的位置为:___(写明周期和族)。
(2)Sn的最高正价为___,Cl的最高价氧化物对应水化物的化学式为___,As的气态氢化物为___。
(3)根据元素周期律,推断:
①阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是___(填化学式)。
②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱:H3AsO4___H2SeO4(填“>”、“<”或“=”)。
③氢化物的还原性:H2O___H2S(填“>”、“<”或“=”)。
(4)可在图中分界线(虚线部分)附近寻找___(填序号)。
A.优良的催化剂
B.半导体材料
C.合金材料
D.农药
(5)①Se2Cl2常用作分析试剂,其电子式为___。
②硒(Se)化铟(In)是一种可应用于未来超算设备的新型半导体材料。
下列说法正确的是___(填字母)。
A.原子半径:In>Se
B.In的金属性比Se强
C.In的金属性比Al弱
D.硒化铟的化学式为InSe2
③工业上常从电冶铜的阳极泥中提取纳米硒。
向浆化的阳极泥中通入氯气,Cu2Se被溶液中的HClO氧化为H2SeO3及CuCl2,反应中HClO与Cu2Se的物质的量之比为___。
(6)请设计实验比较C、Si的非金属性强弱顺序(可供选择的药品有:CaCO3固体、稀硫酸、盐酸、饱和NaHCO3溶液、饱和Na2CO3溶液、硅酸钠溶液,化学仪器根据需要选择)。
实验步骤实验现象与结论
在试管中加入___,再加入___,将生成气体通过
现象:___;结论:非金属性C>Si ___洗气后,通入___;
【答案】4,ⅢA +4 HClO4 AsH3 HF << B AB 4:1 CaCO3固体盐酸 NaHCO3溶液 Na2SiO3溶液生成白色胶状沉淀
【解析】
【分析】
【详解】
(1)Ga和Al同主族,在Al的下一个周期,即第四周期,第ⅢA族,故答案为:4;ⅢA;(2)Sn和碳同主族,最高价是+4价;Cl的最高价是+7价,最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4;As和N元素同主族,所以最低负价是-3价,As的气态氢化物为AsH3;
故答案为:+4;HClO4;AsH3;
(3)①同主族元素从上到下,氢化物稳定性减弱,同周期元素从右到左,氢化物稳定性减弱,所以阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是HF,故答案为:HF;
②As和Se同一周期,同周期元素从右到左,最高价含氧酸的酸性减弱,所以H3AsO4、
H2SeO4的酸性强弱:H3AsO4<H2SeO4,故答案为:<;
③氢化物的还原性:H2O<H2S,故答案为:<;
(4)可在金属和非金属的分界线附近来寻找半导体材料,故答案为:B;
(5)①硒的原子序数为34,是硫的同主族元素,位于S的下方,则位于周期表第四周期ⅥA族,Se2Cl2的电子式为;故答案为:。
②铟(In)与铝同族且比铝多两个电子层,位于第五周期IIIA族,
A.电子层越多,原子半径越大,则原子半径:In>Se,故A正确;
B.元素周期表中左下方元素的金属性强,则In的金属性比Se强,故B正确;
C.同主族从上到下金属性增强,则In的金属性比Al强,故C错误;
D.硒化铟的化学式为In2Se3,故D错误;
故答案为:AB;
③Cu2Se被溶液中的HClO氧化为H2SeO3及CuCl2,可知Cl元素的化合价由+1价降低为-1价,Cu元素的化合价由+1价升高为+2价、Se元素的化合价由-2价升高为+4价,由电子
守恒可知HClO与Cu2Se的物质的量之比为
()()
()
22142
11
⎡⎤
⨯-+--
⎣⎦
⎡⎤
--
⎣⎦
=4:1,故答案为:4:
1;
(6)C、Si的非金属性强弱顺序为C>Si,可以根据碳酸酸性强于硅酸来证明,化学反应中,强酸可以制得弱酸,即在试管中加入CaCO3固体,再加入盐酸,将生成气体通过NaHCO3溶液洗气后,通入Na2SiO3溶液;生成白色胶状沉淀,则碳酸酸性强于硅酸,结论:非金属性C>Si。
故答案为:CaCO3固体;盐酸,NaHCO3溶液;Na2SiO3溶液;现象:生成白色胶状沉淀。
9.海洋是资源的宝库,醢藏着丰富的化学元素,如氯、溴、碘等,海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。
(1)下列说法正确的是_________。
a.AgCl、AgBr、AgI的颜色依次变深 b.F、Cl、Br、I的非金属性依次增强
c.HF、HCl、HBr、HI的还原性的依次增强 d.F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由难变易
(2)实验室从海藻灰中提取少量碘的流程如下图:
①氧化时,可以加入MnO2在酸性条件下进行氧化,反应的离子方程式为:_________。
②上述步骤①②③分离操作分别为过滤、_________、_________。
(3)从海水提取的粗盐中含有Mg2+、Fe2+、Ca2+和SO42—等杂质,“除杂”所需试剂有:①过量的NaOH溶液②过量的Na2CO3溶液③适量的盐酸④过量的BaCl2溶液.试剂的添加顺序为_________。
为使Ca2+完全沉淀,溶液中c(CO32—)应不小于_________mol/L。
[已知Ksp(CaCO3)=2.9×10-9,离子浓度小于1×10-5mol/L视为完全沉淀]
(4)目前,利用食盐制取纯碱主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺
①能析出 NaHCO3的原因是_________。
②“氨碱法”是在滤液中加入_________产生NH3,循环使用,但产生大量的度弃物CaCl2;“联合制碱法“是在滤液中继续通入NH3,并加入NaCl粉末以制得更多的副产物
_________。
③常温下,向饱和食盐水中通入NH3和CO2,当(HCO3—)=c(NH4+)时,溶液的pH_____7 (填“>”、“<”或“=”)。
【答案】ac MnO2+2I—+4H+=Mn2++I2+2H2O 分液蒸馏①④②③(或④②①③或④①②③) 2.9×10-44) NaHCO3的溶解度最小 CaO[或Ca(OH)2] NH4Cl 小于
【解析】
【分析】
(1) a.AgCl、AgBr、AgI的颜色分别为白色、浅黄色、黄色,依次变深;
b.F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,金属性依次增强;
c.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,即还原性的依次增强;
d.F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由易变难;
(2)①氧化时,在酸性条件下MnO2与碘离子反应生成二价锰离子、碘单质和水;
②步骤①为固液分离,方法为过滤;②为萃取后分液;③蒸发掉有机物生成晶态碘;
(3) 除Mg2+、Fe2+用NaOH,除Ca2+用碳酸钠,除SO42-用氯化钡溶液,但会引入钡离子,除钡离子也用碳酸钠,则除硫酸根离子在除钙离子之前,过滤后再加盐酸除去碳酸根离子和氢氧根离子;根据Ksp(CaCO3)计算;
(4) ①NaHCO3的溶解度小于碳酸钠的;
②“氨碱法”滤液中的主要成分为氯化铵;
③根据溶液呈电中性计算、判断。
【详解】
(1) a.AgCl、AgBr、AgI的颜色分别为白色、浅黄色、黄色,依次变深,a正确;
b.F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,金属性依次增强,b错误;
c.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,即还原性的依次增强,c正确;
d.F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由易变难,d错误;
答案为ac;
(2)①氧化时,在酸性条件下MnO2与碘离子反应生成二价锰离子、碘单质和水,离子方程式为MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O;
②步骤①为固液分离,方法为过滤;②为萃取后分液;③蒸发掉有机物生成晶态碘;
(3) 除Mg2+、Fe2+用NaOH,除Ca2+用碳酸钠,除SO42-用氯化钡溶液,但会引入钡离子,除钡离子也用碳酸钠,则除硫酸根离子在除钙离子之前,过滤后再加盐酸除去碳酸根离子和氢氧根离子,添加顺序为①④②③(或④②①③或④①②③);Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)×c(CO32-)=2.9×10-9,则c(CO32-)=2.9×10-4mol/L;
(4) ①NaHCO3的溶解度小于碳酸钠的,则饱和碳酸钠溶液中通二氧化碳和氨气时能析出碳酸氢钠;
②“氨碱法”滤液中的主要成分为氯化铵,加入CaO[或Ca(OH)2]时可产生氨气;在滤液中继续通入NH3,并加入NaCl粉末能得到更多的氯化铵;。