高考化学原子结构与元素周期表的综合热点考点难点附答案
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高考化学原子结构与元素周期表的综合热点考点难点附答案
一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)
1.下表是元素周期表的一部分,回答相关的问题。
(1)写出④的元素符号__。
(2)在这些元素中,最活泼的金属元素与水反应的离子方程式:__。
(3)在这些元素中,最高价氧化物的水化物酸性最强的是__(填相应化学式,下同),碱性最强的是__。
(4)这些元素中(除⑨外),原子半径最小的是__(填元素符号,下同),原子半径最大的是__。
(5)②的单质与③的最高价氧化物的水化物的溶液反应,其产物之一是OX2,(O、X分别表示氧和②的元素符号,即OX2代表该化学式),该反应的离子方程式为(方程式中用具体元素符号表示)__。
(6)⑦的低价氧化物通入足量Ba(NO3)2溶液中的离子方程式__。
【答案】Mg 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ HClO4 NaOH F Na 2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O 3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+
【解析】
【分析】
根据元素在元素周期表正的位置可以得出,①为N元素,②为F元素,③为Na元素,④为Mg元素,⑤为Al元素,⑥Si元素,⑦为S元素,⑧为Cl元素,⑨为Ar元素,据此分析。
【详解】
(1)④为Mg元素,则④的元素符号为Mg;
(2)这些元素中最活泼的金属元素为Na,Na与水发生的反应的离子方程式为
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;
(3)这些元素中非金属性最强的是Cl元素,则最高价氧化物对应的水化物为HClO4,这些元素中金属性最强的元素是Na元素,则最高价氧化物对应的水化物为NaOH;
(4)根据元素半径大小比较规律,同一周期原子半径随原子序数的增大而减小,同一主族原子半径随原子序数的增大而增大,可以做得出,原子半径最小的是F元素,原子半径最大的是Na元素;
(5)F2与NaOH反应生成OF2,离子方程式为2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O;
(6)⑦为S元素,⑦的低价氧化物为SO2,SO2在Ba(NO3)2溶液中发生氧化还原反应,SO2变成SO42-,NO3-变成NO,方程式为3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+。
2.据《中国质量报》报道,我国首次将星载铷(Rb)钟应用于海洋二号卫星,已知Rb的原子序数为37。
回答下列有关铷的问题:
(1) Rb的原子结构示意图中共有______个电子层,最外层电子数为______。
(2) Rb在元素周期表中的位置是______。
(3)取少量铷单质加入水中,可观察到其剧烈反应,放出气体______(写化学式),在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液显______色,因为___________(用离子方程式表示)。
(4) Rb的还原性比K的还原性______(填“弱”或“强”)。
【答案】5 1 第五周期ⅠA族 H2蓝 2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+H2↑强
【解析】
【分析】
根据元素周期律,结合原子核外电子排布规律确定Rb元素在周期表的位置,利用元素周期律分析、解答。
【详解】
(1)Rb是37号元素,根据原子核外电子排布规律,可知Rb核外电子排布为2、8、18、8、1,所以Rb的原子结构示意图中共有5个电子层,最外层电子数为1个;
(2)Rb核外电子排布是2、8、18、8、1,根据原子核外电子层结构与元素在周期表的位置关系可知Rb在元素周期表中的位置是第五周期第IA族;
(3)Na是活泼金属,与水发生反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,Rb与Na是同一主族的元素,由于元素的金属性Rb>Na,所以Rb与水反应比钠更剧烈反应放出H2;RbOH是一元强碱,水溶液显碱性,在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液显蓝色,该反应的离子方程式为:2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+ H2↑;
(4)同一主族的元素,由于从上到下,原子核外电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子失去电子的能力逐渐增强,获得电子的能力逐渐减弱,Rb在K元素下一周期,所以Rb 的还原性比K的还原性强。
【点睛】
本题考查了原子核外电子排布与元素在周期表的位置及元素性质的关系,掌握原子核外电子层数等于元素在周期表的周期序数,原子核外最外层电子数等于元素的族序数。
利用同一主族的元素由上到下元素的金属性逐渐增强分析判断。
3.下表是元素周期表的一部分,针对表中用字母标出的元素,回答下列问题:
(除特别注明外,其它一律用化学式表示)
(1)由E形成的物质中硬度最大的是___(填名称),属于___(填“晶体类型”)。
(2)最高价氧化物水化物中碱性最强的化合物的电子式是___,该碱溶液与D的最高价氧化物反应的离子方程式___。
(3)常用作光导纤维的是___。
(4)G、H、I形成的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序___。
(5)H、J、K的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序___。
(6)I、J、K三种元素形成的离子,离子半径由大到小的顺序是___。
(7)元素I的氢化物的结构式为___;该氢化物常温下和元素K的单质反应的化学方程式为___。
【答案】金刚石原子晶体 2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O SiO2 H2O>NH3>
PH3 HClO4>H2SO4>H3PO4 S2->Cl->O2- H—O—H Cl2+H2O ƒ HClO+HCl
【解析】
【分析】
根据元素周期表可知,A为氢元素,B为钠元素,C为镁元素,D为铝元素,E为碳元素,F 为硅元素,G为氮元素,H为磷元素,I为氧元素,J为硫元素,K为氯元素,L为氩元素。
【详解】
(1)E为碳元素,形成的物质中硬度最大的是金刚石,属于原子晶体,故答案为:金刚石;原子晶体;
(2)同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,同主族元素,从上到下,金属性逐渐增强,可知钠金属性最强,对应的碱为氢氧化钠,其电子式为,D为铝元素,其最高价氧化物为氧化铝,氧化铝有两性,与氢氧化钠反应的离子反应方程式为2OH-
+Al2O3=2AlO2-+H2O,故答案为:;2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O;
(3)二氧化硅常用作光导纤维,故答案为:SiO2;
(4)同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,则非金属性O>N>P,非金属性强的元素对应的氢化物越稳定,则稳定性H2O>NH3>PH3,故答案为:H2O>NH3>PH3;
(5)同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性Cl>S>P,非金属性强的元素对应的最高价含氧酸的酸性强,则酸性HClO4>H2SO4>H3PO4,故答案为:HClO4>H2SO4>
H3PO4;
(6)S2-、Cl-均有三个电子层,核外电子排布相同,则核电荷数小的离子半径大,即S2->Cl-,O2-有两个电子层,比S2-、Cl-的离子半径都小,则S2->Cl->O2-,故答案为:S2->Cl->O2-;
(7)元素I的氢化物为水,结构式为H—O—H,水在常温下和氯气反应的化学方程式为Cl2+H2O ƒ HClO+HCl,故答案为:H—O—H;Cl2+H2O ƒ HClO+HCl。
4.如图是元素周期表中的前四周期,①~⑨为相应的元素,请从中选择合适的元素回答问题:
(1)根据元素原子的外围电子排布特征,元素周期表可划分为五个区域,元素⑦位于周期表的___区。
(2)写出元素③与元素⑤形成的稳定化合物的结构式______。
(3)②、⑥两元素形成的化合物其中心原子的杂化轨道类型为___。
(4)元素⑦与CO可形成X(CO)5型化合物,该化合物常温下呈液态,熔点为-
20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断该化合物晶体属于____晶体(填晶体类型)。
(5)元素⑨的离子的氢氧化物不溶于水,但可溶于氨水,该离子与NH3间结合的作用力为____。
(6)将①、⑥形成的化合物溶于水,其与水间可能存在的氢键表示为____________(写一种即可)。
(7)金属⑦有δ、γ、α三种同素异形体,各晶胞如下图,则δ和α中原子的配位数之比为________。
【答案】d O=C=O sp2杂化分子配位键 F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O 4:3
【解析】
【分析】
根据元素周期表可知①为H元素、②为B元素、③为C元素、④为N元素、⑤为O元素、⑥为F元素、⑦为Fe元素、⑧为Cu元素、⑨为Zn元素。
【详解】
(1)元素⑦为Fe元素,位于周期表的d区,故答案为:d;
(2)元素③为C元素、元素⑤为O元素,其形成的稳定化合物为二氧化碳,结构式为:O=C=O,故答案为:O=C=O;
(3)②为B元素、⑥为F元素,两元素形成的化合物为BF3,中心原子是B,价层电子对个数=σ键+孤电子对个数=3+0=3,杂化轨道类型为:sp2杂化,故答案为:sp2杂化;
(4)元素⑦为Fe元素、与CO可形成Fe(CO)5型化合物,该化合物常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断该化合物晶体属于分子晶体,故答案为:分子;
(5)元素⑨Zn元素,氢氧化物为Zn(OH)2不溶于水,但可溶于氨水,Zn2+离子与NH3间结合的作用力为配位键,故答案为:配位键;
(6)①为H元素、⑥为F元素,形成的化合物为HF,溶于水,与水分子间可能存在的氢键表示为:F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O,故答案为:F-H…F、F-H…O、O -H…F、O-H…O;
(7)金属⑦为Fe,有δ、γ、α三种同素异形体,δ为体心立方,α为简单立方,原子的配位数之比为8:6=4:3,故答案为:4:3。
【点睛】
金属晶体的原子堆积模型:①简单立方堆积,空间利用率52%,配位数6;②体心立方堆积,空间利用率68%,配位数8;③六方最密堆积,空间利用率74%,配位数12;④面心立方最密堆积,空间利用率74%,配位数12。
5.下表标出的是元素周期表的一部分元素,回答下列问题:
(1)表中用字母标出的14种元素中,化学性质最不活泼的是____________(用元素符号表示,下同),金属性最强的是___________,非金属性最强的是___________,常温下单质为液态的非金属元素是_________,属于过渡元素的是______________(该空用字母表示)。
(2)B,F,C气态氢化物的化学式分别为______________,其中以___________最不稳定。
(3)第三周期中原子半径最小的是__________________。
【答案】Ar K F Br M H2O、HCl、PH3 PH3 Cl
【解析】
【分析】
由元素在周期表中位置,可知A为氟、B为氧、C为磷、D为碳、E为Ar、F为Cl、G为硫、H为Al、I为Mg、J为Na、K为Ca、L为钾、N为Br、M处于过渡元素。
【详解】
(1)表中用字母标出的14种元素中,稀有气体原子最外层达到稳定结构,化学性质最不活泼的是Ar(用元素符号表示,下同);
同周期自左而右金属性减弱、非金属性增强,同主族自上而下金属性增强、非金属性减弱,故上述元素中金属性最强的为K,非金属性最强的为F;
Br2常温下为液态,根据元素在周期表中位置可知M属于过渡元素;
故答案为:Ar;K;F;Br;M;
(2)B,F,C气态氢化物的化学式分别为H2O、HCl、PH3,同周期自左而右非金属性增强,同主族自上而下非金属性减弱,故非金属性O>P、Cl>P,非金属性越强,氢化物越稳定,与PH3最不稳定,故答案为:H2O、HCl、PH3;PH3;
(3)同周期自左而右原子半径减小,故第三周期中Cl原子半径最小,故答案为:Cl。
6.A、B、C、D、E、F是核电荷数依次增大的六种短周期主族元素,A元素的原子核内只有1个质子;B元素的原子半径是其所在主族中最小的,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的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C;C、E同主族。
(1)B在周期表中的位置_________
(2)F元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为________。
(3)元素C、D、E形成的简单离子半径由小到大的顺序________(用离子符号表示)。
(4)写出化合物D2C2的电子式:________。
(5)E、F的简单离子的还原性大小顺序为:_________。
(6)已知E单质和F单质的水溶液反应会生成两种强酸,其离子方程式为_______。
【答案】第二周期第ⅤA族 HClO4 Na+<O2-<S2- S2->Cl- S
+3Cl2+4H2O=8H++SO42-+6Cl-
【解析】
【分析】
由题干信息,A、B、C、D、E、F是核电荷数依次增大的六种短周期主族元素,A元素的原子核内只有1个质子,则A为H元素,B元素的原子半径是其所在主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的最高化合价为+5,位于周期表中第ⅤA族,应为N元素,C元素原子的最外层电子数比次外层电子数多4,则原子核外电子排布为2、6,应为O元素,C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C,则D的化合价为+1,应为Na元素,C、E同主族,则E为S元素,F为Cl 元素,据此分析解答问题。
【详解】
(1)根据上述分析,B为N元素,是第7号元素,在元素周期表的第二周期第ⅤA族,故答案为:第二周期第ⅤA族;
(2)F为Cl元素,其最高价氧化物对应水化物为高氯酸,化学式为HClO4,故答案为:HClO4;
(3)Na+、O2-电子层数均为2,而核电荷数:Na+>O2-,则半径:Na+<O2-,又S2-的电子层数为3,则半径Na+<O2-<S2-,故答案为:Na+<O2-<S2-;
(4)D2C2为Na2O2,是离子化合物,其电子式为:,故答案为:
;
(5)非金属性Cl>S,单质的氧化性Cl2>S,则对应简单离子的还原性Cl-<S2-,故答案为:S2-
>Cl-;
(6)E的单质为S,F的单质为Cl2,S和Cl2的水溶液发生氧化还原反应生成H2SO4和HCl,离子方程式为S+3Cl2+4H2O=8H++SO42-+6Cl-,故答案为:S+3Cl2+4H2O=8H++SO42-+6Cl-。
7.A、B、C、D、E、F、G、H为八种短周期主族元素,原子序数依次增大。
A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数,其中A的单质在常温下为气体。
C与B、H在元素周期表中处于相邻位置,这三种元素原子的最外层电子数之和为17。
D与F同周期。
G的单质常用作半导体材料。
请回答:
(1)C和H分别与A形成的简单化合物沸点较高的是________(填化学式),理由是
_____________。
(2)C、E形成的简单离子半径大小:r(C)______r(E)(填>、<或=)
(3)请写出F最高价氧化物对应的水化物在水溶液中的电离方程式______________。
(4)B与G形成的化合物常用于做耐高温材料,工业可用碳热还原法制取:将G的氧化物与B的单质在1400℃条件下和足量的碳反应,请写出化学反应方程式_____________。
【答案】H 2O H2O分子间存在氢键>H++AlO2-+H2O Al(OH)3Al3++3OH-
3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E、F、G、H为八种短周期主族元素,原子序数依次增大。
A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数,其中A的单质在常温下为气体,则A为H;G的单质常用作半导体材料,G为Si,结合原子序数可知F为Al;C与B、H在元素周期表中处于相邻位置,这三种元素原子的最外层电子数之和为17,17÷3=5…2,B为N、C为O、H为S,D与F同周期,位于第三周期,D为Na、E为Mg,以此来解答。
【详解】
由上述分析可知,A为H、B为N、C为O、D为Na、E为Mg、F为Al、G为Si、H为S。
(1)C和H分别与A形成的简单化合物分别是H2O、H2S,其中沸点较高的是H2O,原因是H2O 分子间存在氢键,增加了分子之间的吸引力;
(2)O2-、Mg2+核外电子排布相同。
具有相同电子排布的离子中,原子序数大的离子半径小,则C、E形成的简单离子半径大小:r(C)>r(E);
(3)F最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物,在水溶液中存在酸式电离和碱式电离,电离方程式为H++AlO 2-+H2O Al(OH)3Al3++3OH-;
(4)将G的氧化物与B的单质在1400℃条件下和足量的碳反应,其化学反应方程式为
3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。
【点睛】
本题考查元素及化合物的推断及物质性质的方程式表示。
把握原子结构、元素的位置、质子数关系来推断元素为解答的关键,注意元素化合物知识的应用,题目侧重考查学生的分析与应用能力。
8.A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大。
①A元素组成的单质是相同条件下密度最小的物质;②B元素原子的最外层电子数是其内层电子总数的2倍;③D 原子的电子层数与最外层电子数之比为3:1;④E元素的最外层电子数是电子层数的2倍;⑤C与E同主族。
请回答下列问题:
(1)B元素在周期表中的位置是:______________
(2)写出化合物D2C2的电子式____________;该化合物中所含化学键类型为____________
(3)化合物A2C和A2E中,沸点较高的是______________(填化学式)
(4)化合物EC2常温下呈气态,将其通入Ba(NO3)2溶液中,有白色沉淀和NO气体放出,该反应的离子方程式为_______________
(5)元素A、B、C按原子个数比2:1:1组成的化合物是常见的室内装修污染物,该物质的分子空间构型为______________;该化合物中B原子的杂化轨道类型为______________
【答案】第二周期第IVA族离子键、共价键 H2O
3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+平面三角形 sp2
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大。
①A元素组成的单质是相同条件下密度最小的物质,则A是H元素;②B元素原子的最外层电子数是其内层电子总数的2倍,则B原子核外有2个电子层,核外电子排布是2、4,B是C元素;③D原子的电子层数与最外层电子数之比为3:1,则D核外电子排布式是2、8、1,D是Na元素;④E 元素的最外层电子数是电子层数的2倍,则E核外电子排布是2、8、6,E是S元素;⑤C 与E同主族,原子序数小于Na,大于C,则C是O元素。
结合元素的单质及化合物的结构、性质分析解答。
【详解】
根据上述分析可知A是H,B是C,C是O,D是Na,E是S元素。
(1) B是C元素,在周期表中的位置是第二周期第IVA族;
(2)化合物D2C2是Na2O2,该物质中Na+与O22-通过离子键结合,在O22-中两个O原子通过共价键结合,所以其电子式为:;该化合物中所含化学键类型为离子键、共价键;
(3)化合物A2C是H2O,A2E是H2S,由于在H2O分子之间存在氢键,增加了分子之间的吸引力,使物质气化消耗较多的能量,因此沸点较高的是H2O;
(4)化合物EC2是SO2,在常温下呈气态,该物质具有还原性,将其通入Ba(NO3)2溶液中,有白色沉淀和NO气体放出,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+;
(5)元素A、B、C按原子个数比2:1:1组成的化合物CH2O是常见的室内装修污染物,该物质的分子中,C原子采用sp2杂化,与O原子形成共价双键,再与2个H原子形成2个共价键,分子空间构型为平面三角形。
【点睛】
本题考查了元素的原子结构与物质性质的关系、有电子转移的离子方程式书写等知识。
根据题干信息正确推断元素是解题关键,能很好的反映学生对饮水机化合物的性质及物质结构理论的掌握和应用情况。
9.短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大。
X、Y、Z、W分别是由这四种元素中的两种组成的常见化合物,Y为淡黄色固体,W为常见液体;甲为单质,乙为红棕色气体;上述物质之间的转化关系如图所示(部分生成物已省略)。
则下列说法中不正确
...的是
A.沸点:W>X
B.原子半径:D>B>C>A
C.C、D两种元素组成的化合物只含有离子键
D.A、B、C三种元素组成的化合物既可以是离子化合物,又可以是共价化合物
【答案】C
【解析】
【分析】
乙为红棕色气体,乙是NO2;Y为淡黄色固体,Y是Na2O2;Y与W生成甲,所以甲是
O2,W是常见液体则为H2O,甲与Z生成NO2,所以Z是NO ;X与O2生产NO2,所以X 是NH3;因为A、B、C、D的原子序数依次增加,所以分别是H、N、O、Na;综上所述,A、B、C、D分别是H、N、O、Na;X是NH3,Y是Na2O2,Z是NO,W是H2O,甲是O2,乙是NO2。
【详解】
A. 常温下,W为水液态,X为氨气气态,沸点:W>X,故A正确;
B. 电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:D>B>C>A,故B正确;
C. 氧化钠中只含有离子键,过氧化钠中既有离子键,又含有共价键,故C错误;
D. H、N、O三种元素可组成硝酸,为共价化合物,又可组成硝酸铵,为离子化合物,故D 正确;
答案选C。
10.如图所示,甲、乙、丙是三种常见单质,X、Y、Z是它们的化合物。
它们之间有如图所示的转化关系:
(1)若甲是具有还原性的金属单质,X、Y、Z中有一种是离子晶体,试推断:
①X、Y、Z中含有丙元素的是__________(填物质的化学式);
②写出化合物X的电子式________;
③X与甲反应的化学方程式是__________________。
(2)若甲是具有氧化性的黄绿色气体单质,丙通常是深红棕色液体,Y和Z具有相同的阳离子,X与Z含有相同的阴离子。
①写出单质甲的组成元素的原子结构示意图______________;
②实验室贮存丙单质时,通常需要加入______,其理由是_______________________;
③写出X与足量的甲在溶液中完全反应的离子方程式______________________。
【答案】CO和CO2 CO2+2Mg2MgO+C 少量水加水可防止溴单质的挥发 2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
【解析】
【分析】
甲、乙、丙、是三种常见单质,X、Y、Z是常见的三种化合物,X与甲的反应为置换反应,(1)若甲是具有还原性的单质,X、Y、Z中有一种是离子晶体,说明甲应为金属,常见发生置换反应的为2Mg+CO22MgO+C,则X为CO2,甲为Mg,Y为MgO,丙为C,Z为CO,乙为O2;
(2)丙在通常状况下深红棕色的液体,应为Br2,甲是具有氧化性的黄绿色气体单质,可置换出Br2,甲为Cl2,X为FeBr2,Z为FeBr3,乙为Fe,Y为FeCl3,,据此解答。
【详解】
甲、乙、丙、是三种常见单质,X、Y、Z是常见的三种化合物,X与甲的反应为置换反应。
(1)若甲是具有还原性的单质,X、Y、Z中有一种是离子晶体,说明甲应为金属,常见发生置换反应的为2Mg+CO22MgO+C,则X为CO2,甲为Mg,Y为MgO,丙为C,Z为CO,乙为O2;
①丙为C元素,分析可知X、Y、Z中含有丙元素的是X、Z,即CO和CO2;
②X为CO2,在CO2分子,C原子与2个O原子形成4对共用电子对,所以电子式为
;
③Mg可以在CO2中燃烧,反应时产生白烟,同时在容器器壁上有黑色固体碳生成,Mg与CO2反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C;
(2)丙在通常状况下呈液态,为深红棕色,应为Br2,甲是具有氧化性的单质,可置换出
Br2,甲为Cl2,X为FeBr2,Z为FeBr3,乙为Fe,Y为FeCl3,
①甲为Cl2,分子中2个Cl原子形成一对共用电子对,结构式为Cl-Cl;
②丙为Br2,易挥发,实验室保存时,需加入少量水,可防止溴单质的挥发;
③X与足量的甲在溶液中完全反应的离子方程式是2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。
11. (1)将下列科学家与他们的原子结构模型用线连接起来:
______________
原子结构发展阶段的历史顺序是(用序号A、B、C、D填写)______________
(2)原子结构的演变过程表明_____________(多项选择,选填序号)
A.人类对某一事物的认识是无止境的,是发展变化的。
B.现代原子结构已经完美无缺,不会再发展。
C.科学技术的进步,推动了原子学说的发展。
D.科学理论的发展过程中的不完善现象在许多科学领域都存在,随着科学的不断发展将
会得到补充和完善。
(3)在打开原子结构大门的过程中,科学家运用了许多科学方法,除模型方法外,请从下列方法中选择出人们在认识原子结构过程中所运用的科学方法____________(多项选择,填写序号)
① 实验方法②假说方法③ 类比方法④推理方法
【答案】 A、C、B、D A 、C、D ①②③④
【解析】
【分析】
(1)古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论,道尔顿创立了近现代原子论;汤姆生提出的葡萄干面包原子模型;卢瑟福提出了原子结构的行星模型;丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型;
(2)原子结构的演变过程表明人类对某一事物的认识是无止境的,科学技术的进步,推动了原子学说的发展,随着科学的不断发展将会得到补充和完善;
(3)道尔顿假说方法,汤姆生类比方法,卢瑟福提出了原子结构的行星模型实验方法,波尔推理方法。
【详解】
(1)古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论,认为物质由极小的称为“原子”的微粒构成,物质只能分割到原子为止;1808年,英国科学家道尔顿提出了原子论,他认为物质是由原子直接构成的,原子是一个实心球体,不可再分割,创立了近现代原子论(连线:道尔顿----③);1897年,英国科学家汤姆生发现原子中存在电子.1904年汤姆生提出了葡萄干面包原子模型(连线:汤姆生----②),1911年,英国科学家卢瑟福提出了原子结构的行星模型(连线:卢瑟福----④),1913年丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型(连线:玻尔----①),原子结构发展阶段的历史顺序是:A、
C、B、D;
(2)A.原子结构模型的演变的过程为:道尔顿原子模型→汤姆生原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型,人类对某一事物的认识是无止境的,是发展变化的,故A正确;
B.现代原子结构会再发展,故B错误;
C.人们对原子结构的认识,同其他科学事实一样经历了一个不断探索,不断深化的过程科学技术的进步,推动了原子学说的发展,故C正确;
D.从原子结构模型的演变的过程可看出:科学理论的发展过程中的不完善现象在许多科学领域都存在,随着科学的不断发展将会得到补充和完善,故D正确;
故答案为A、C、D;
(3)道尔顿运用假说方法,认为物质是由原子直接构成的,原子是一个实心球体,不可再分割,汤姆生类比方法,提出了葡萄干面包原子模型,卢瑟福提出了原子结构的行星模型实验方法,波尔引入量子论观点推理方法,故答案为①②③④。
12.海水中溴含量约为67mg•L-1,从海水中提取溴的一种工艺流程如图:
(1)步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转化为化合态的溴,其目的是___。
(2)步骤Ⅱ中通入热空气吹出Br2,利用了Br2的___(填序号)。
A.氧化性 B.还原性
C.挥发性 D.腐蚀性
(3)步骤Ⅱ中涉及的离子反应如下,请在横线上填上适当的化学计量数:___Br2+___CO32-——___BrO3-+___Br-+___CO2。
(4)上述流程中吹出的溴蒸汽也可先用二氧化硫的水溶液吸收,再用氯气氧化,最后蒸馏,写出Br2与SO2水溶液反应的化学方程式:___。
【答案】富集(或浓缩)溴元素 C 3 3 1 5 3 SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
【解析】
【分析】
根据流程分析可知:海水晒盐后得到氯化钠和卤水,卤水中通入氯气,可将溴离子氧化为单质溴,得到低浓度的溴溶液,通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用的是溴单质的易挥发性,利用纯碱溶液吸收溴单质,再用硫酸酸化,使溴酸根离子和溴离子发生氧化还原反应得到溴单质,据此解答。
【详解】
(1)由于海水中Br-的含量低,步骤Ⅰ获得游离态的溴后,步骤Ⅱ又将其转化为化合态的溴,其目的是富集(或浓缩)溴元素,故答案为:富集(或浓缩)溴元素;
(2)步骤Ⅱ用热空气吹出Br2,主要利用了Br2的挥发性,故答案为:C;
(3)该反应中Br元素的化合价由0价变为−1价、+5价,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒,配平该离子程式为:3Br2+3CO32− ═ BrO3−+5Br−+3CO2↑,故答案为:3;3;1;5;3;
(4)溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和溴化氢,反应的化学方程式为
SO+Br+2H O=2HBr+H SO,故答案为:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。
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13.氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。
下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程:。