C.C一定是稀有气体元素的一种原子
D.原子半径关系是A
答案 C
解析 由于An+、Bn-、C具有相同的电子层结构,所以原子序数A>C>B,粒子半径An+B。
5.根据元素周期表1~20号元素的性质和递变规律,回答下列问题:
(1)属于金属元素的有__________种,金属性最强的元素与氧气反应生成的化合物________(填两种化合物的化学式)。
(2)最高正化合价最高的元素是____________(填元素符号),其最高正化合价为________。
(3)单质既能与HCl反应,又能与NaOH反应的是______(填元素符号),其最高价氧化物对应水化物具有__________(填“酸性”“碱性”或“两性”)。
(4)第3周期中,原子半径最大的是(稀有气体元素除外)________(填元素符号)。
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性______大于__________________________________
(填化学式)。
答案
(1)7 K2O、K2O2(KO2也可以)
(2)Cl +7价
(3)Al 两性 (4)Na (5)NH3 SiH4
解析 前20号元素中,
(1)属于金属元素的共有7种,其中金属性最强的元素是K,K与氧气反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2。
(2)最高正化合价最高的元素是Cl,其最高正化合价为+7价。
(3)既能与HCl反应又能与NaOH反应的单质是铝,其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3,具有两性。
(4)同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外),故第3周期中,原子半径最大的是Na。
(5)非金属性:
N>P>Si,故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。
[基础过关]
题组一 元素周期律的内容和实质
1.元素的以下性质,随着原子序数递增不呈现周期性变化的是( )
A.化合价
B.原子半径
C.元素的金属性和非金属性
D.相对原子质量
答案 D
解析 由元素周期律的内容知,元素的化合价、原子半径及金属性和非金属性都随着原子序数的递增呈周期性变化,而相对原子质量随原子序数的递增呈现增大的变化趋势,绝不会出现周期性的变化。
2.下列关于元素周期律的叙述正确的是( )
A.随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从1到8重复出现
B.元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
C.随着元素原子序数的递增,元素的最高化合价从+1到+7,最低化合价从-7到-1重复出现
D.元素性质的周期性变化是指原子核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化
答案 B
解析 A项错误,K层为最外层时,原子最外层电子数只能从1到2,而不是从1到8;B项正确,是元素周期律的内容;C项,最低化合价一般是从-4到-1,而不是从-7到-1;D项,核外电子排布的周期性变化是元素性质周期性变化的根本原因,而不是其内容。
题组二 元素的化合价与核外电子排布的关系
3.下列各组元素中,按最高正化合价递增顺序排列的是( )
①C、N、F ②Na、Mg、Al ③F、Cl、Br ④P、S、Cl
A.①③B.②④
C.①④D.②③
答案 B
解析 元素原子的最外层电子数等于其最高正化合价数,但要注意氟元素无正价。
4.元素X、Y可组成化学式为XY3的化合物,则X、Y的原子序数不可能是( )
A.3和9B.7和1
C.13和17D.15和17
答案 A
解析 A项中两元素分别为Li、F,只能形成化合物LiF;B项中两元素分别为N、H,可形成NH3分子;C项中两元素分别为Al、Cl,能形成化合物AlCl3;D项中两元素分别为P、Cl,可形成PCl3和PCl5两种化合物。
5.某元素R的原子序数小于18,该元素的原子得到1个电子后形成具有稀有气体元素原子的电子层结构的离子,该元素可形成含氧酸HRO3,下列说法中正确的是( )
①R元素的最高正价是+5价 ②R元素还可形成其他含氧酸 ③R元素原子的最外层电子数为7 ④R元素的原子序数为7
A.①②B.②③
C.③④D.①④
答案 B
解析 根据题意,R元素的原子获得1个电子后变成具有稀有气体元素原子的电子层结构的离子,且原子序数小于18,表明R可能为F或者Cl,最外层电子数为7,最高正价为+7价(此时R为Cl)。
又由于R元素可形成含氧酸HRO3,可见R元素只能是Cl,HRO3为HClO3,还可形成HClO4、HClO等含氧酸。
6.前20号元素中,A元素的最高正价和最低负价的绝对值之差为6,B元素和A元素的原子次外层都有8个电子,BA2在水溶液中电离出电子层结构相同的离子,则BA2是( )
A.MgF2B.CaCl2
C.K2SD.Na2O
答案 B
解析 A元素最高正价和最低负价绝对值之差为6,则A元素最外层有7个电子,且次外层有8个电子,故A为Cl。
BA2在水溶液中电离出电子层结构相同的离子,则BA2只能是CaCl2。
题组三 微粒半径大小比较
7.如果将前18号元素按原子序数递增的顺序排列,可形成如图所示的“蜗牛”形状。
图中每个“·”代表一种元素,其中①代表氢元素。
下列说法不正确的是( )
A.①~⑦所代表的元素中,共有2种金属元素,5种非金属元素
B.③④⑤代表的元素所形成的化合物中,某些化合物可使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.①~⑦所代表的元素中,元素④所形成的简单离子半径最大
D.气态氢化物的沸点及稳定性:
元素④>元素⑦
答案 A
解析 由图可知,①~⑦所代表的元素分别是H、Be、C、O、Na、Al、Si,有三种金属元素,A错误;③④⑤代表的元素可以形成Na2C2O4(草酸钠),能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;这些元素形成的简单离子中,O2-半径最大,C正确;元素非金属性:
O>Si,所以气态氢化物稳定性:
H2O>SiH4,由于水分子间存在氢键,所以沸点:
H2O>SiH4,D正确。
8.下列各组微粒半径大小的比较中,不正确的是( )
A.r(K)>r(Na)>r(Li)
B.r(Mg2+)>r(Na+)>r(F-)
C.r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
D.r(Br-)>r(Cl-)>r(Cl)
答案 B
题组四 元素金属性与非金属性强弱的判断标准
9.下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是( )
A.根据金属失去电子的多少来判断,失去电子较多的金属性较强
B.用钠置换MgCl2溶液中的Mg2+,来验证钠的金属性强于Mg
C.Mg不与NaOH溶液反应而Al能与NaOH溶液反应,可说明金属性:
Al>Mg
D.碱性:
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,可说明钠、镁、铝金属性依次减弱
答案 D
解析 应根据金属失去电子的难易来判断金属性强弱,金属越容易失去电子,金属性越强,A项不正确;钠与MgCl2溶液中的水反应生成氢氧化钠,不能置换出镁,B项不正确;不能根据金属与碱溶液的反应来判断金属性的强弱,C项不正确;可以根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较金属性的强弱,D项正确。
10.下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是( )
①HCl比H2S稳定
②HClO氧化性比H2SO4强
③HClO4酸性比H2SO4强
④Cl2能与H2S反应生成S
⑤Cl原子最外层有7个电子,S原子最外层有6个电子
⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS
A.②⑤B.①②
C.①②④D.①③⑤
答案 A
解析 含氧酸的氧化性不能作为判断元素非金属性强弱的依据;最外层电子数越多,元素的非金属性不一定越强,如非金属性:
O>Cl,但最外层电子数:
O<Cl。
[能力提升]
11.
(1)研究表明26Al可以衰变为26Mg,可以比较这两种元素金属性强弱的方法是________。
a.比较这两种元素的单质的硬度和熔点
b.Mg(OH)2属于中强碱,Al(OH)3属于两性氢氧化物
c.将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
d.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
(2)某同学认为铝有一定的非金属性,下列化学反应中,你认为能支持该同学观点的是____________。
a.铝片与盐酸反应放出氢气
b.氢氧化铝溶于强碱溶液
c.氢氧化铝溶于强酸溶液
d.铝热反应
答案
(1)bc
(2)b
解析
(1)a项不可以,单质熔、沸点与元素的金属性强弱无关;b项可以,Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强,进而说明26Mg比26Al金属性强;c项可以,有镁带的热水中滴入酚酞溶液变为红色,有铝片的热水中滴入酚酞溶液不变色,说明镁与热水反应生成了Mg(OH)2,铝与热水反应不明显,证明26Mg比26Al金属性强;d项不可以,在空气中放置已久的镁和铝,都在表面形成致密的保护膜,使得镁和铝不能与热水接触发生化学反应,则该实验操作不可用作比较镁和铝的金属性强弱。
(2)a项说明铝是较活泼的金属,但不能说明铝具有一定的非金属性;b项能说明氢氧化铝具有一定的酸性,即铝具有一定的非金属性;c项说明氢氧化铝具有一定的碱性,铝具有金属性;d项说明铝的金属性较强,不能说明铝具有一定的非金属性。
12.X、Y、Z、W为1~18号中的四种元素,其最高正价依次为+1、+4、+5、+7,核电荷数按照Y、Z、X、W的顺序增大。
已知Y与Z的原子次外层的电子数均为2,W、X的原子次外层的电子数均为8。
(1)写出元素的名称:
X________,Z________。
(2)画出原子结构示意图:
Y________,W________。
(3)写出X的最高价氧化物与Z的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(4)按碱性减弱、酸性增强的顺序写出各元素最高价氧化物对应水化物的化学式:
________、________、________、________。
答案
(1)钠 氮
(2)
(3)Na2O+2HNO3===2NaNO3+H2O
(4)NaOH H2CO3 HNO3 HClO4
解析 由Y、Z原子的次外层均有2个电子,结合最高正价知Y为碳元素,Z为氮元素;又知W、X原子次外层均有8个电子,结合最高正价知W为氯元素,X为钠元素。
13.A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增多,它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。
A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等;D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。
回答以下问题:
(1)四种元素的符号依次是A________;B________;
C________;D________。
它们的原子半径由大到小的顺序是________________。
(2)分别写出A、B、C、D四种元素最高价氧化物对应水化物的化学式:
________________________________,分别比较酸性或碱性的强弱:
____________________。
(3)分别写出A、B元素的气态氢化物的分子式:
__________________,比较其稳定性:
________________。
答案
(1)S Cl K Ca r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)
(2)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2 酸性:
HClO4>H2SO4,碱性:
KOH>Ca(OH)2
(3)H2S、HCl HCl>H2S
解析 因A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等,所以A的核电荷数为2×8=16,A为硫元素;D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半,则D原子的核电荷数是(2+8)×2=20,为钙元素。
根据核电荷数依次增大并都能形成离子,排除氩元素,B为氯元素,C为钾元素。
14.某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。
Ⅰ.
(1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1mol·L-1的盐酸中,试预测实验结果:
________________________________________________________________________
与盐酸反应最剧烈,________________与盐酸反应最慢。
(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O,从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O,继而可以验证Na的金属性大于N,你认为此设计是否合理?
并说明理由:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。
(3)仪器A的名称为____________,干燥管D的作用是______________。
(4)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫:
装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为
________________________________________________________________________。
(5)若要证明非金