高考化学原子结构与元素周期表(大题培优)附答案

高考化学原子结构与元素周期表(大题培优)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．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。

2．下表为元素周期表的粗表，①～⑧分别表示元素周期表中对应位置的元素
⑥
⑦
(1)用电子式表示①与②形成化合物A 的过程：________
(2)已知⑥原子的最外层有2个电子，请画出⑥原子的结构示意图：______________
(3)含有④元素的某种18 电子的离子与H+及OH－均可发生反应，请写出该离子的电子式
______
(4)元素③④⑤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)，其沸点由高到低的顺序是_______ (用化学式表示)
(5)已知⑦的稳定化合态为+2 价，且⑦与③可按3:4 形成某化合物,该化合物具有较强氧化性，可以与浓盐酸反应并释放出一种黄绿色的气体，请写出该化学方程式：
_________________
(6)①与③，①与④能形成18个电子的化合物，此两种化合物在溶液中发生反应的化学方程式为_________。

(7)⑧的一种氧化物为无色气体，在空气中能迅速变成红棕色。

在一定条件下，2L的该无色气体与0.5 L 的氧气混合，该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，则所生成的一种含氧酸盐的化学式是_________。

(8)两种均含①与②③④四种元素的化合物相互反应放出气体的离子方程式为_________。

【答案】 HF>H2O>H2S
H2O>HF>H2S Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O H2S+H2O2=S+H2O NaNO2 HSO3-+H+=
H2O+SO2↑
【解析】
【分析】
根据题干图表分析可知，①元素位于元素周期表的第一周期第ⅠA族，为H元素，②元素位于元素周期表的第三周期第ⅠA族，为Na元素，③元素位于元素周期表的第二周期第ⅥA族，为O元素，④元素位于元素周期表的第三周期第ⅥA族，为S元素，⑤元素位于元素周期表的第二周期第ⅦA族，为F元素，⑥元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，为26号元素Fe，⑦元素位于元素周期表的第六周期第ⅣA族，为Pb元素，⑧元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族，为N元素，据此分析解答问题。

【详解】
(1)由上述分析可知，①为H元素，②为Na元素，两者形成的化合物A为离子化合物NaH，用电子式表示其形成过程为，故答案为：
；
(2)⑥为Fe元素，核外共有26个电子，原子的最外层有2个电子，则其原子结构示意图为
，故答案为：；
(3)含有S元素的某种18电子的离子与H+及OH－均可发生反应，该离子为HS-，电子式为
，故答案为：；
(4)非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，由于非金属性：F>O>S，则气态氢化物的稳定性：HF>H2O>H2S，因为H2O和HF分子中含有氢键，故沸点均大于H2S，且一个
H2O分子中可形成两个氢键，故沸点：H2O>HF，则H2O>HF>H2S，故答案为：
HF>H2O>H2S；H2O>HF>H2S；
(5)由题干已知，Pb的稳定化合态为+2价，且Pb与O可按3:4形成某化合物Pb3O4，该化合物具有较强氧化性，可以与浓盐酸反应并释放出一种黄绿色的气体Cl2，根据氧化还原反应规律可得出其化学反应方程式为：Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O，故答案为：
Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O；
(6)H与O形成的18电子的化合物为H2O2，H与S形成的18电子的化合物为H2S，H2S在溶液中可被H2O2氧化生成S单质，反应方程式为H2S+H2O2=S+H2O，故答案为：
H2S+H2O2=S+H2O；
(7)⑧为N元素，N的某种氧化物是一种无色气体，该气体在空气中迅速变成红棕色，则该气体为NO，2L的NO与0.5LO2相混合，该混合气体被足量NaOH溶液全吸收后没有气体残留，生成C的含氧酸盐只有一种，设含氧酸盐中N的化合价为x，根据得失电子守恒，2L×[x-(+2)]=0.5L×4，解得x=+3，所得含氧酸盐的化学式为NaNO2，故答案为：NaNO2；(8)两种均含H、Na、O、S四种元素的化合物可相互反应放出气体，可以是硫酸氢钠与亚硫酸氢钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，离子反应方程式为HSO3-+H+= H2O+SO2↑，故答案为：HSO3-+H+= H2O+SO2↑。

【点睛】
解答本题的关键在于熟悉元素周期表的结构以及元素在元素周期表中位置，从而推出相应的元素，同时要能够对物质结构的基础知识进行迁移运用，综合度较高，解答时要注意元素及其化合物的性质的综合运用。

3．元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。

下表列出了a～e5种元素在周期表中的位置。

族
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
周期
（1）a的元素符号是______。

（2）金属性b强于c，用原子结构解释原因：______，失电子能力b大于c。

（3）d、e的最高价氧化物对应的水化物中，酸性较强的的是______。

（4）已知硒(Se)与d同主族，且位于d下一个周期，根据硒元素在元素周期表中的位置推测，硒可能具有的性质是______。

①其单质在常温下呈固态
②SeO2既有氧化性又有还原性
③最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO3
④非金属性比e元素的强
【答案】C 电子层数b与c相同，核电荷数b小于c，原子半径b大于c HClO4①②【解析】
【分析】
由元素在周期表中的分布可知，a是C，b是Na，c是Al，d是S，e是Cl，结合元素周期律分析解答。

【详解】
由元素在周期表中的分布可知，a是C，b是Na，c是Al，d是S，e是Cl。

(1)a是碳元素，元素符号为C，故答案为：C；
(2)b是钠，c是铝，由于电子层数b与c相同，核电荷数b小于c，原子半径b大于c，失电子能力b大于c，因此金属性b强于c，故答案为：电子层数b与c相同，核电荷数b小于c，原子半径b大于c；
(3)d的非金属性小于e，因此最高价氧化物对应的水化物中，酸性较强的的是高氯酸，故答案为：HClO4；
(4)硒(Se)与S同主族，且位于S下一个周期，非金属性比S弱。

①常温下硫为固体，同一主族元素的非金属单质，从上到下，熔沸点逐渐升高，因此硒单质在常温下呈固态，故①正确；②SeO2中Se的化合价为+4价，介于-2～+6之间，既有氧化性又有还原性，故②正确；③Se的最高价为+6价，最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4，故③错误；
④硒(Se)与S同主族，且位于S下一个周期，非金属性比S弱，故④错误；故答案为：
①②。

【点睛】
本题的易错点为(4)，要注意元素周期律的理解和应用，②的判断要注意在氧化还原反应中处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。

4．A、B、C、D、E、F的核电荷数依次增大，且均为核电荷数小于18的非稀有气体元素。

A的单质是自然界中密度最小的气体，A和C可形成A2C和A2C2两种常见的液态化合物，B、C原子的最外层电子数之和等于11，D+与C的简单离子的最外层电子排布相同，C、E
原子的最外层电子数相同。

请回答下列问题：
(1)写出元素符号：B______，D______。

(2)A元素具有两个中子的核素的表示符号为______，E的简单离子的结构示意图是
______。

(3) A2C2的分子式为______。

(4)将少量F的单质通入足量NaOH溶液中，发生反应的离子方程式是______。

H H2O2 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【答案】N Na 3
1
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种短周期主族元素，A单质是自然界中密度最小的气体为氢气，A为H元素，A和C可形成A2C和A2C2两种常见的液态化合物，为
H2O、H2O2，则C为O元素，C原子最外层有6个电子，B、C原子的最外层电子数之和等于11，则B最外层有5个电子，B为N元素；D+与C的简单离子核外电子排布相同，判断为Na+，D为Na元素，C、E原子的最外层电子数相同，则C、E同主族，E为S元素，F为Cl元素，然后根据问题分析、解答。

【详解】
根据上述分析可知：A是H，B是N，C是O，D是Na，E是S，F是Cl元素。

(1)B元素符号为N，D元素符号为Na；
(2)A是H原子，原子核内有1个质子，若原子核内有2个中子，则其质量数为1+2=3，用
H；E是S，S原子获得2个电子变为S2-，则S2-的简单离子的结构示意图是符号表示为3
1
；
(3)A是H，C是O，A2C2是H2O2；
(4)F是Cl，Cl2能够与NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O，该反应的离子方程式是
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。

【点睛】
本题考查了元素的位置、结构、性质关系及其应用，根据元素的原子结构及物质的性质、位置关系及形成化合物的性质推断元素是解题关键，题目侧重考查学生分析推理能力、知识迁移应用能力。

5．X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素，在周期表的短周期主族元素中，X的原子半径最小，X与R的最外层电子数相等；Z的内层电子数是最外层电子数的一半；U的最高化合价和最低化合价的代数和为6；R和Q可形成原子个数之比为1：1和2：1的两种化合物；T与Z同主族。

请回答下列问题：
(1)T元素在周期表中的位置是________________________。

(2)X、Z、Q三种元素的原子半径由小到大的顺序为___________（填元素符号）。

(3)R、T两元素最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为____________。

(4)某同学用X 、R 两元素的单质反应生成固体物质RX ，RX 属于离子化合物，且能与化合物X 2Q 反应生成X 的单质。

①RX 的电子式为_____________；RX 与X 2Q 反应的化学方程式为___________。

②该同学认为取X 、R 两元素的单质反应后的固体物质与X 2Q 反应，若能产生X 的单质，即可证明得到的固体物质一定是纯净的RX 。

请判断该方法是否合理并说明理由：_____________。

【答案】第三周期ⅣA 族 H<O<C 2NaOH+H 2SiO 3=Na 2SiO 3+2H 2O []Na :H -
+ NaH+H 2O=NaOH+H 2↑ 不合理，若反应后有Na 残留，也能与水反应生成H 2 【解析】 【分析】
X 、Z 、Q 、R 、T 、U 分别代表原子序数依次增大的短周期元素，周期表的全部元素中X 的原子半径最小，则X 为H 元素，X 与R 的最外层电子数相等，二者原子序数相差大于2，则R 为Na 元素，可知Z 、Q 处于第二周期，Z 的内层电子数是最外层电子数的一半，Z 的核外电子排布为2、4，Z 原子最外层电子数为4，则Z 为C 元素；U 的最高化合价和最低化合物的代数和为6，则U 为Cl 元素，R 和Q 可形原子数之比为1：1和2：1的两种化合物，则Q 为O 元素，这两种化合物为Na 2O 2、Na 2O ，T 与Z 同主族，由于Z 是C 元素，所以T 为Si 元素，据此分析解答。

【详解】
根据上述分析可知：X 为H ，Z 为C ，Q 为O ，R 为Na ，T 为Si ，U 为Cl 元素。

(1)T 为Si 元素，原子核外电子排布为2、8、4，所以Si 元素在期表中的位置是第三周期IVA 族； (2) X 为H ，Z 为C ，Q 为O ，同一周期元素原子序数越大原子半径越小；原子核外电子层数越多，原子半径越大，所以上述三种元素中原子半径由小到大顺序为H<O<C ；
(3) R 为Na ，T 为Si ，它们的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH 、H 2SiO 3，H 2SiO 3是弱酸，可以与强碱NaOH 发生中和反应产生Na 2SiO 3和H 2O ，反应的化学方程式为：2NaOH+H 2SiO 3=Na 2SiO 3+2H 2O ；
(4) X 为H ，R 为Na ，Q 为O ，H 、Na 二种元素形成的化合物NaH 是离子化合物，X 2Q 是H 2O ，NaH 与H 2O 反应产生NaOH 和 H 2。

①NaH 中Na +与H -通过离子键结合，电子式为[]Na :H -
+；NaH 与H 2O 反应产生NaOH 和 H 2，反应方程式为：NaH+H 2O=NaOH+H 2↑；
②由于Na 是非常活泼的金属，可以与水反应产生H 2，反应方程式为
2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑，所以如果有Na 残留，过量的Na 与水反应也生成氢气，因此不能根据H 、Na 反应后的固体与水反应放出氢气确定得到的固体一定是纯净NaH ，即该同学的说法不合理。

【点睛】
本题考查元素周期表及原子结构在元素推断中的应用。

根据元素的原子结构及相互关系推断元素是解题关键。

熟练掌握结构、性质、位置关系，注意元素金属性、非金属性强弱比较实验事实，要注意基础知识并灵活运用，注意金属氢化物有关问题。

6．有X 、Y 、Z 三种短周期元素，已知X 原子L 层电子比M 层电子多2个， Y 3+离子电子层结构与Ne 相同；Z 与X 处于同一周期，其气态单质是双原子分子，两原子共用１对电子。

试回答：
（1）写出元素X 名称．．
：________ ； （2）写出Y 元素在元素周期表的位置_______________ ; （3）画出元素Z 的原子结构示意图：___________________ ；
（4）Z 元素所在主族的元素形成的含氧酸酸性最强的是（写化学式）____________； （5）X 的氢化物的电子式为______________；
（6）写出Y 单质与氢氧化钠溶液反应化学方程式_________________；
（7）标准状况下，2.24LZ 单质与足量氢氧化钙完全反应时，电子转移总数为_____mol 。

【答案】硫 第3周期第ⅢA 族
HClO 4
2222Al+2NaOH+2H O=2NaAlO +3H ↑ 0.1
【解析】 【分析】
已知X 原子L 层电子比M 层电子多2个，则X 为S ；Y 3+离子电子层结构与Ne 相同，则Y 为Al ；Z 与X 处于同一周期，其气态单质是双原子分子，两原子共用1对电子，则Z 为Cl ，以此答题。

【详解】
经分析，X 为S ，Y 为Al ，Z 为Cl ； （1）元素X 名称为硫；
（2）Y 元素在元素周期表的位置第3周期第ⅢA 族； （3）元素Z 的原子结构示意图为：
；
（4）Z 元素所在主族的元素形成的含氧酸酸性最强的是HClO 4； （5）X 的氢化物为H 2S 其电子式为：
；
（6）Y 单质与氢氧化钠溶液反应化学方程式：2222Al+2NaOH+2H O=2NaAlO +3H ↑； （7）标准状况下，2.24L Z 单质与足量氢氧化钙完全反
应:()()222222Cl 2Ca OH =CaCl Ca ClO 2H O ＋＋＋，电子转移总数
A A A A m V 2.24L
N=nN =
1N =1N =0.1N V 22.4L/mol
⨯⨯。

7．A 、B 均为钾盐的水溶液，A 呈中性，B 有氧化性，E 的溶质中有一种含+5价元素的含氧酸盐M 。

现有下图所示转化：
请回答：
（1）C的化学式为_________，检验气体F常用的试纸是______________
（2）写出物质M在生活中的常见用途______________
（3）写出F→H的化学方程式：______________
【答案】AgI （湿润的）淀粉—碘化钾试纸给食盐中加碘、给人体补充碘元素、预防甲状腺肿大等 Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O
【解析】
【分析】
A为钾盐且遇到硝酸酸化的AgNO3得到黄色沉淀，说明A为KI；D在CCl4中呈紫色，说明D为I2;将B逐滴加入KI溶液中即可将I－氧化为I2，说明该钾盐具有强氧化性， F(黄绿色气体)为Cl2，与KOH溶液反应会生成KCl和KClO，而KClO具有氧化性，又H中含B，故H中B为KClO，上述流程中，得到的碘溶液，继续滴加KClO会继续发生氧化还原反应，KClO继续将I2氧化为IO3－，溶液变为无色，结合已知信息，E的溶质中有一种含+5价元素的含氧酸盐M，则M为KIO3；氯气可氧化氯化亚铁为氯化铁，故K为FeCl3，据此分析作答。

【详解】
根据上述分析可知，
（1）C为黄色沉淀，其化学式为AgI，F为氯气，检验气体氯气常用的试纸是（湿润的）淀粉—碘化钾试纸，故答案为：AgI；（湿润的）淀粉—碘化钾试纸；
（2）根据上述分析知，M为KIO3，在生活中的常见用途是：给食盐中加碘、给人体补充碘元素、预防甲状腺肿大等
（3）F→H为氯气与氢氧化钾的反应，其化学方程式为：Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O。

8．下图是中学化学中常见物质间的转化关系，其中甲、乙、丙均为非金属单质；A、B、E 和丁均为化合物，其中A常温下呈液态；B和E为能产生温室效应的气体，且1mol E中含有10mol电子。

乙和丁为黑色固体，将他们混合后加热发现固体由黑变红。

（1）写出化学式：甲______；乙______；丙______； （2）丁的摩尔质量______；
（3）写出丙和E 反应生成A 和B 的化学方程式___________；
（4）有同学将乙和丁混合加热后收集到的标准状态下气体4.48L ，测得该气体是氢气密度的16倍，若将气体通入足量澄清石灰水，得到白色沉淀物___g ；
【答案】H 2 C O 2 80g/mol 4222CH +2O CO +2H O −−−→点燃
5
【解析】 【分析】
产生温室效应的气体有：二氧化碳、甲烷、臭氧等，常见的黑色固体有：碳、二氧化锰、四氧化三铁、铁粉、氧化铜等，由乙和丁为黑色固体且乙为非金属单质，所以乙为C ，由丙是非金属单质，乙和丙反应产生温室效应气体B ，所以丙是O 2，B 是CO 2，B 和E 为能产生温室效应的气体且1mol E 中含有 10mol 电子，则E 为CH 4，再结合转化关系可知，A 为水，甲为H 2，丁为CuO 。

【详解】
（1）由上述分析可知，甲、乙、丙分别为H 2、C 、O 2； （2）丁为CuO ，相对分子质量为80，则摩尔质量为80 g/mol ；
（3）丙和E 反应生成A 和B 的化学方程式为4222CH +2O CO +2H O −−−→点燃；
（4）测得该气体对氢气的相对密度为16，则M 为16×2 g/mol =32g/mol ，标准状况下气体4.48L ，为CO 、CO 2的混合物，n=
4.48L
22.4L/mol
=0.2mol ，设CO 2的物质的量为xmol ，则
28(0.2-x)+44x
0.2
⨯=32，解得x=0.05mol ，由C 原子守恒可知，
n (CO 2)=n (CaCO 3)=0.05mol ，则白色沉淀物为0.05mol×100g/mol=5g 。

9．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CO 2
CO 2+2Mg
2MgO+C
少量水 加水可
防止溴单质的挥发 2Fe 2++4Br -+3Cl 2=2Fe 3＋+2Br 2+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+CO 22MgO+C ，则X 为CO 2，甲为Mg ，Y 为MgO ，丙为C ，Z 为
CO ，乙为O 2；
(2)丙在通常状况下深红棕色的液体，应为Br 2，甲是具有氧化性的黄绿色气体单质，可置换出Br 2，甲为Cl 2，X 为FeBr 2，Z 为FeBr 3，乙为Fe ，Y 为FeCl 3，，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+CO 22MgO+C ，则X 为CO 2，甲为Mg ，Y 为MgO ，丙为C ，Z 为CO ，乙为O 2；
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CO 2； ②X 为CO 2，在CO 2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CO 2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CO 2反应的化学方程式为2Mg+CO 2
2MgO+C ；
(2)丙在通常状况下呈液态，为深红棕色，应为Br 2，甲是具有氧化性的单质，可置换出Br 2，甲为Cl 2，X 为FeBr 2，Z 为FeBr 3，乙为Fe ，Y 为FeCl 3， ①甲为Cl 2，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Br 2，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2Fe 2++4Br -+3Cl 2=2Fe 3＋+2Br 2+6Cl -。

10． (1)在
18
8O
中，中子数为________；该原子与168
O 是_________关系。

(2)标准状况下，有以下三种物质余①222gCO ，②433.6LCH ，③21molH O ，上述物质质量最大的_____(填序号，下同)，所含原子数最多的是______，体积最小的是_______。

(3)已知A 、B 、C 、D 均含有同一种元素，其中A 为活泼金属单质，热的C 溶液可用于洗涤油污。

且它们四种物质之间存在如下转化关系，请回答下列问题：
①D 的化学式为：_____。

②写出过程③的化学方程式：__________。

【答案】10 同位素 ② ② ③ NaHCO 3 Na 2CO 3+ CO 2+H 2O=2NaHCO 3
【解析】
【分析】
(1)质量数=质子数+中子数；同位素是同种元素的不同核素；
(2) 标准状况下：①22gCO 2的物质的量为2244/mol
g g =0.5mol ，体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L ；②33.6LCH 4的物质的量为
33.622.4/mol
L L =1.5mol ，质量为1.5mol×16g/mol=24g ；③1molH 2O 的质量为1mol×18g/mol=18g ，体积为18mL ； (3)常用热的Na 2CO 3溶液洗涤油污，且Na 为活泼金属，则A 为Na 、B 为NaOH 、C 为Na 2CO 3、D 为NaHCO 3。

【详解】
(1)在188O 中，中子数为18-8=10；188O 与16
8O 具有相同质子数和不同中子数，互为同位
素；
(2) 标准状况下：①22gCO 2的物质的量为2244/mol
g g =0.5mol ，体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L ，含有的原子总物质的量为1.5mol ；②33.6LCH 4的物质的量为33.622.4/mol
L L =1.5mol ，质量为1.5mol×16g/mol=24g ，含有的原子总物质的量为7.5mol ；③1molH 2O 的质量为1mol×18g/mol=18g ，体积为18mL ，含有的原子总物质的量为3mol ；则上述物质质量最大的②，所含原子数最多的是②，体积最小的是③；
(3) 常用热的Na 2CO 3溶液洗涤油污，且Na 为活泼金属，则A 为Na 、B 为NaOH 、C 为Na 2CO 3、D 为NaHCO 3；
①D 为碳酸氢钠，化学式为NaHCO 3；
②过程③为碳酸钠与水、CO 2反应生成NaHCO 3，发生反应的化学方程式Na 2CO 3+ CO 2+H 2O=2NaHCO 3。

11．请用符号表示下列核素或同位素。

（1）质子数为a ，中子数为b 的X 原子：______。

（2）质子数和中子数都为9的氟原子：______。

（3）中子数为2的氢原子：______。

（4）中子数分别为8、9、10的氧原子：______。

（5）质量数分别为35、37的氯原子： ______。

【答案】X a b a + 18
9F 31H （或T ） 168O 、178O 、188O 3517Cl 、3717Cl 【解析】
【分析】
结合核素的组成结构和同位素的概念分析解题即可。

【详解】
(1)质子数为a ，中子数为b 的X 原子的质量数为a+b ，其核素表示为X a b a +；
(2)质子数和中子数都为9的氟原子的质量数为18，其核素表示为189F ；
(3)中子数为2的氢原子，质子数为1，质量数为3，其核素表示为31H (或T )；
(4)中子数分别为8、9、10的氧原子，质量数分别是16、17、18，核素依次表示为168O 、
17
8O 、18
8O ；
(5)质子数为17，质量数分别为35、37的氯原子核素依次表示为3517Cl 、3717Cl 。

【点睛】
核素的最常见表示形式为A Z X ，其中A 为质量数，Z 为质子数，核内中子数为A-Z ，而同种
元素的不同核素，其子数肯定不等，互为同位素，化学性质几乎完全相同，据此分析解题。

12．有下列各组物质：(A)O 2和O 3；（B ）23592U 和23892U ；(C) CH 3CH 2CH 2CH 3和
；(D)
和 ；(E)甲烷和新戊烷。

(1)__________组两物质互为同位素；
(2)__________组两物质互为同素异形体；
(3)__________组两物质互为同系物；
(4)__________组两物质互为同分异构体。

【答案】B A E C
【解析】
【详解】
(A)O 2和O 3 都是由氧元素组成的不同单质，互为同素异形体；
(B)235
92U 和238
92U 都是U 元素的不同核素，互为同位素；
(C)CH 3CH 2CH 2CH 3和(CH 3)2CHCH 3 分子式相同，碳链结构不同，互为同分异构体； (D)和都代表二氟二氯甲烷，为同一种物质；
(E)甲烷和新戊烷结构相似，分子组成上相差4个-CH 2，互为同系物；
则：(1)互为同位素的是B；(2)互为同素异形体的是A；(3)互为同系物的是E；(4)互为同分异构体的是C。

【点睛】
考查同位素、同系物、同素异形体、同分异构体的概念判断。

判断同位素、同素异形体、同分异构体的方法是：若化学式为元素，可能是同位素；若化学式为单质，则可能是同素异形体；若化学式为分子式相同、结构不同的有机化合物，则为同分异构体；若是分子式不同结构相似的有机化合物，则为同系物。

13．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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14．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）写出步骤I中生成低浓度Br2的离子方程式______。

（2）步骤I中已获得Br2，步骤I中又将Br2还原为Br-，其目的为富集溴元素，请写出步骤II的化学方程式_______。

（3）在3mL溴水中加入1mL四氯化碳，振荡、静置后，观察到试管里的分层现象为如图
．．中的_______。

（4）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性，他们设计了如图装置简图。

请你参与分析讨论：
①C中液体产物颜色为_____。

②用离子方程式解释NaOH浓溶液的作用______。

【答案】Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 D 深红棕色 Br2+2OH-=Br-+BrO-
+H2O
【解析】
【分析】
海水淡化得到氯化钠，电解氯化钠溶液或熔融状态氯化钠会生成氯气，氯气通入母液中发生反应得到低浓度的溴单质溶液，通入热空气吹出后用二氧化硫水溶液吸收得到含HBr和硫酸的溶液，通入适量氯气氧化得到溴单质，富集溴元素，蒸馏得到工业溴；。