化学化学 元素周期律的专项 培优练习题附答案Word格式.docx
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C2B为Na2O,其中离子具有相同电子排布,原子序数大离子半径小,离子半径为O2->Na+,故答案为:
第2周期ⅥA族;
离子键、共价键;
Na+;
O2-;
(3)①用装置A制取并收集纯净干燥的Cl2气体,选择浓盐酸与二氧化锰加热制备;
用装置F中的饱和食盐水除杂;
用装置E中的浓硫酸干燥;
最后用B装置进行收集及尾气处理,则仪器连接顺序为AFEB,故答案为:
AFEB;
②装置A中发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
【点睛】
此题易错点在于非电解质的判断,电解质的前提必须是化合物,本质是自身在一定条件下可以电离。
2.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】Mg2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑HClO4NaOHFNa2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+
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。
(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+。
3.8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。
G
H
A
B
C
D
E
F
(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NaCDNH3˃CH4HClO4˃H2CO3˃H2SiO32Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OS4N4
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。
(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CH4、NH3,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NH3˃CH4;
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HClO4˃H2CO3˃H2SiO3;
(4)F元素的单质为Cl2,其用来制取漂白液的化学方程式为,2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(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
≈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S4N4。
4.硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O,相对分子质量392]晶体又称莫尔盐,易溶易电离但却比一般的亚铁盐稳定,因此广泛应用于制药、电镀以及定量分析。
回答下列与之有关的问题:
(1)在莫尔盐所涉及的五种元素中:
①S元素在门捷列夫元素周期表中的位置是______________;
②其中处于同主族的两种元素非金属性更强的是:
_____________。
(2)为检验莫尔盐是否变质,可用的试剂为_______________。
碘是合成人体甲状腺激素的重要原料,食盐中加KIO3是我国为解决普遍性碘缺乏问题的国家规定,下图是自动电位滴定法测定食盐中碘含量的实验过程:
(3)已知“溶解”过程中IO3-的还原产物为碘单质,写出该反应的离子反应方程式:
______________________________。
(4)取50.00mL样品,用0.005mol/L酸性K2Cr2O7溶液滴定剩余Fe2+,滴定操作时使用的锥形瓶未干燥,导致结果_____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
【答案】第三周期第ⅥA族O硫氰化钾(KSCN)溶液2IO3-+10Fe2++12H+=I2+10Fe3++6H2O无影响
(1)①S元素在元素周期表中的位置为第三周期第ⅥA族,故答案为:
第三周期第ⅥA族;
②莫尔盐中处于同主族的两种元素是O和S,其中非金属性更强的是O,故答案为:
O;
(2)硫酸亚铁铵中含有Fe2+,Fe2+容易被氧化成Fe3+,可加入硫氰化钾(KSCN)溶液检验是否有Fe3+生成,故答案为:
硫氰化钾(KSCN)溶液;
(3)溶解过程中,IO3-与Fe2+发生氧化还原反应生成I2和Fe3+,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子反应方程式为2IO3-+10Fe2++12H+=I2+10Fe3++6H2O,故答案为:
2IO3-+10Fe2++12H+=I2+10Fe3++6H2O;
(4)滴定操作时使用的锥形瓶未干燥,不会影响Fe2+的物质的量,因此对滴定结果无影响,故答案为:
无影响。
5.已知O、S、Se、Te、Po、Lv是同主族元素,其原子序数依次增大。
回答下列问题:
(1)Lv在周期表中的位置是_________。
(2)下列有关性质的比较,能用元素周期律解释的是_________。
a.离子半径:
Te2->Se2-b.热稳定性:
H2O>H2S
c.熔、沸点:
H2O>H2Sd.酸性:
H2SO4>H2SeO4
(3)从原子结构角度解释Se与S的最高价氧化物对应的水化物酸性不同的原因_________。
(4)实验室用如下方法制备H2S并进行性质验证。
①设计B装置的目的是证明_________,B中实验现象为_______________。
②实验中经检测发现C中溶液pH降低且出现黑色沉淀。
C中反应的离子方程式是_______________。
③有同学根据“强酸制弱酸”原理认为装置A、C中两个反应相矛盾,认为C中不可能出现上述现象。
该观点不正确的理由是_______________。
【答案】第七(或7)周期VIA族abdSe与S是同主族元素,Se比S电子层数多、半径大,吸引电子能力弱,非金属性弱,故H2SeO4酸性弱于H2SO4H2S具有还原性出现淡黄色(或乳白色)沉淀(或浑浊)Cu2++H2S==CuS↓+2H+该反应发生的原因是生成了难溶的CuS沉淀,不是因为生成弱电解质
(1)根据O、S、Se、Te、Po、Lv都是氧族元素,且原子序数依次增大分析解答;
(2)根据元素的非金属性、氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性等元素周期律的变化规律分析判断;
(3)Se与S是同主族元素,最外层电子数相等,Se比S电子层数多、半径大,结合核对最外层电子的吸引力的变化,引起非金属性的变化分析解答;
(4)①双氧水具有较强的氧化性,H2S具有还原性;
②硫化氢能够与硫酸铜反应生成黑色不溶于硫酸的CuS沉淀;
③结合装置A和C中发生反应的原理分析解答。
(1)O、S、Se、Te、Po、Lv是同主族元素,都是氧族元素,位于第VIA族,O、S、Se、Te、Po、Lv是同主族元素,其原子序数依次增大,因此Lv位于第七(或7)周期,在周期表中的位置为,故答案为:
第七(或7)周期VIA族;
(2)a.同一主族元素,从上到下,离子半径逐渐增大,因此离子半径:
Te2->Se2-,能用元素周期律解释,故a选;
b.同一主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱,氢化物的稳定性减弱,因此热稳定性:
H2O>H2S,能用元素周期律解释,故b选;
c.物质的熔沸点是物理性质,不能用元素周期律解释,故c不选;
d.同一主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱,最高价含氧酸的酸性减弱,因此酸性:
H2SO4>H2SeO4,能用元素周期律解释,故d选;
故答案为:
abd;
(3)Se与S是同主族元素,Se比S电子层数多、半径大,吸引电子能力弱,非金属性弱,故H2SeO4酸性弱于H2SO4,故答案为:
Se与S是同主族元素,Se比S电子层数多、半径大,吸引电子能力弱,非金属性弱,故H2SeO4酸性弱于H2SO4;
(4)①双氧水具有较强的氧化性,H2S具有还原性,能够被双氧水氧化生成硫单质沉淀,故答案为:
H2S具有还原性;
出现淡黄色沉淀;
②硫化氢能够与硫酸铜反应生成黑色不溶于硫酸的CuS沉淀,反应的离子方程式为Cu2++H2S==CuS↓+2H+,故答案为:
Cu2++H2S==CuS↓+2H+;
③根据“强酸制弱酸”的原理,装置A中硫化亚铁与硫酸反应生成硫化氢,因为硫化亚铁能够被硫酸溶解,C中发生Cu2++H2S==CuS↓+2H+,是因为生成的硫化铜不能溶于硫酸,因此该反应能够发生,故答案为:
该反应发生的原因是生成了难溶的CuS沉淀,不是因为生成弱电解质。
6.X、Y、Z、W、G是元素周期表中原子序数依次增大的五种元素。
X元素是元素周期表中核电荷数最小的元素。
Y的一种核素常用于考古,其一种同素异形体为自然界最硬的物质。
ZX3气体溶于水呈碱性。
W的外围电子排布是3s1。
G2+离子的M层d轨道只有5个电子。
(1)W在元素周期表中的位置是______;
W和Z形成的化合物水溶液呈碱性,用离子方程式表示其原因_____。
(2)Z原子的第一电离能比氧原子的____(填“大”或“小”);
G的基态原子电子排布式是__________
(3)X与Y可形成多种化合物,其中一种化合物的分子式是X6Y6,分子中只有σ键,该分子的结构简式是_________;
该化合物中Y的杂化轨道类型是________。
(4)G的最高价氧化物对应水化物的钾盐,在酸性条件下,常用于测定溶液中Fe2+的含量,该反应的离子方程式是____________
(5)可用YX4还原ZOx以消除其污染。
已知:
YX4(g)+4ZO2(g)=4ZO(g)+YO2(g)+2X2O(g)△H=-574kJ·
mol-1
YX4(g)+4ZO(g)=2Z2(g)十YO2(g)+2X2O(g)△H=-1160kJ·
试写出用YX4还原ZO2至Z2的热化学方程式________。
【答案】第三周期ⅠA族N3-+3H2O⇌NH3+3OH-大[Ar]3d54s2)
sp3杂化MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2OCH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·
mol-1
X、Y、Z、W、G是元素周期表中原子序数依次增大的五种元素,X是元素周期表中核电荷数最小的元素,故X为H元素;
Y的一种核素常用于考古,其一种同素异形体为自然界最硬的物质,则Y为C元素;
ZX3气体溶于水呈碱性,则Z为N元素;
W的外围电子排布是3s1,则W为Na;
G2+离子的M层d轨道只有5个电子,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,则G为Mn。
根据题给信息推断X为氢元素,Y为碳元素,Z为氮元素,W为钠元素,G为锰元素;
(1)W为钠元素,在元素周期表中的位置是第三周期ⅠA族;
W和Z形成的化合物为Na3N,Na3N水溶液呈碱性的原因N3-与水电离产生的氢离子结合生成NH3,水的电离平衡正向移动,使得溶液中氢氧根浓度大于氢离子浓度,溶液呈碱性,离子方程式为N3-+3H2O⇌NH3+3OH-。
第三周期第IA族;
N3-+H2O⇌NH3+OH-;
(2)氧原子的价电子排布为2s22p4,氮原子的价电子排布为2s22p3,p轨道处于半充满状态,较稳定,故氮原子的第一电离能比氧原子的大;
G为锰元素,原子序数为25,根据构造原理知其基态原子电子排布式是[Ar]3d54s2;
故答案:
大;
[Ar]3d54s2;
(3)C6H6分子中只有σ键,该分子的结构简式是
;
碳原子形成3个σ键,没有孤对电子,杂化轨道类型是sp3;
故答案是:
sp3杂化;
(4)酸性高锰酸钾溶液将Fe2+氧化为Fe3+,本身被还原为Mn2+,利用化合价升降法结合原子守恒和电荷守恒配平,该反应的离子方程式是MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;
(5)已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·
mol-1,②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)十CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·
mol-1,根据盖斯定律:
得CH4还原NO2至N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·
mol-1;
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·
mol-1。
7.A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,相关信息如下:
元素
相关信息
基态原子的价电子排布式为nSnnPn
元素原子的核外p电子数比s电子数少1个
最外层电子数是电子层数的3倍
简单离子是第三周期元素中离子半径最小的
价电子层中的未成对电子数为4
(1)写出下列元素的名称:
A______,B_______,C________,D__________
(2)写出C元素在周期表的位置_________,E2+价电子的轨道表示式________________,B元素能量最高的电子为_____轨道上的电子,其轨道呈_______形.
(3)按原子轨道的重叠方式,1molA与C形成的最高价化合物中σ键有______个,π键有______个。
(4)B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为_____________(用离子符号表示)。
(5)写出C的核外有18个电子的氢化物的电子式_____________。
【答案】碳氮氧铝第2周期第VIA族
2p纺锤形(或哑铃形)2
2
N3->O2->Al3+
A元素基态原子的价电子排布式为nsnnpn,则n=2,所以A是碳元素;
D元素简单离子是第三周期元素中离子半径最小的,则D是Al元素;
C元素最外层电子数是电子层数的3倍,原子序数小于Al,则C是氧元素;
元素B原子的核外p电子数比s电子数少1个,比铝的原子序数小,因此B是N;
E元素价电子层中的未成对电子数为4,则E的价层电子排布是3d64s2,即为铁元素。
(1)根据以上分析可知,各元素的名称分别为:
A为碳;
B为氮,C为氧,D为铝;
正确答案:
碳;
氮;
氧;
铝。
(2)C元素为氧,核电荷数为8,位于周期表第2周期第VIA族;
E为铁,核电荷数为26,Fe2+价电子的轨道表示式
B为氮,核外电子排布为1s22s22p3,因此能量最高的电子为2p轨道上的电子,其轨道呈纺锤形(或哑铃形)形。
第2周期第VIA族;
;
2p;
纺锤形(或哑铃形)。
(3)按原子轨道的重叠方式,1molA与C形成的最高价化合物为二氧化碳,为共价化合物,碳氧之间为双键,因此1mol二氧化碳分子中含有σ键有2
个;
π键有2
个;
2
。
(4)B、C、D的简单离子分别为N3-、O2-、Al3+,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,因此离子半径由大到小的顺序为N3->O2->Al3+;
N3->O2->Al3+。
(5)氧元素的核外有18个电子的氢化物是双氧水,属于共价化合物,电子式为
。
已知A为碳;
B为氮,C为氧三种元素,非金属性越强,电负性越大,元素中电负性最大的元素是O;
非金属性越强,第一电离能越大,但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
8.X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳中含量最多的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E是元素周期表中电负性最大的元素。
(1)X、Y的元素符号依次为__________、__________。
(2)
与
分别属于__________(填“极性分子”或“非极性分子”,下同)和__________。
(3)Q的元素符号是__________,它位于第__________周期,它的基态原子的核外电子排布式为____________________,在形成化合物时它的最高化合价为__________。
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键:
【答案】SC极性分子非极性分子Cr四
、
X原子核外的M层中只有两对成对电子,则X的价电子轨道表示式为
,因此X为S元素;
Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,则Y为C元素;
地壳中含量最多的元素为氧元素,因此Z为O元素;
Q的核电荷数为S和O的核电荷数之和,因此Q为24号元素Cr;
在元素周期表中电负性最大的元素是F元素,因此E是F。
(1)由分析可知,X、Y的元素符号依次为S、C;
(2)XZ2与YZ2分别为SO2、CO2,它们的立体构型分别为V形和直线形,SO2为极性分子,CO2为非极性分子。
(3)Q为Cr元素,Cr在元素周期表中位于第四周期,它的基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1,其价电子排布式为3d54s1,因此在形成化合物时Cr的最高化合价为+6价;
(4)E为F元素,HF的水溶液中,存在HF分子之间的氢键,HF分子和H2O分子之间的氢键,H2O分子之间的氢键,即
在写HF溶液中存在的所有氢键的时候,一共四种形式,即
,书写时不要遗漏。
9.工业上可用微生物处理含KCN的废水。
第一步是微生物在氧气充足的条件下,将KCN转化成KHCO3和NH3(最佳pH:
6.7~7.2);
第二步是把氨转化为硝酸:
NH3+2O2
HNO3+H2O,