11.(2011·新课标,13)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。
元素W是制备一种高效电池的重要材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
下列说法错误的是( )
A.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
[答案]A
[解析]本题考查原子结构,元素周期律和元素周期表的知识,考查学生对元素位、构、性的理解。
首先根据题中条件确定各元素:
根据W是制备高效电池的重要原料,知W为Li元素;根据X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,确定X是C元素;根据Y是地壳中含量最丰富的金属元素,确定Y是Al元素,再根据原子序数依次增大,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,确定Z是S元素。
W为Li元素,其氯化物为LiCl,Li原子不能满足8电子稳定结构,A错误。
C元素和H元素形成的原子个数比为1∶1的有机物有多种,如苯、苯乙烯等,B正确。
金属Al与氢氧化钠溶液和盐酸都反应,产生氢气,C正确。
C元素和S元素形成的CS2,属于共价化合物,D正确。
12.X、Y、Z、W、R是5种短周期元素,其原子序数依次增大。
X是周期表中原子半径最小的元素,Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z、W、R处于同一周期,R与Y处于同一族,Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。
下列说法正确的是( )
A.元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子,其半径依次增大
B.元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C.元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性:
XmY>XmR
D.元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
[答案]C
[解析]本题考查元素周期律的相关知识。
由题意确定X为H,Y为O,R与Y同族,为S;Z、W与R同周期,且Z、W核外电子数之和为24,可知Z为Na,W为Al。
A中离子电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故Y、Z、W半径依次减小;B中H、O可形成H2O2,故B错;D中W的最高价氧化物的水化物Al(OH)3为两性,故D错。
二、非选择题(共52分)
13.(15分)铊的相关信息卡片如图所示:
(1)铊的原子序数为81,铊在元素周期表中位于第______周期第________族。
(2)若设铊的质量数为A,则铊原子中中子数和质子数之差为________。
(3)下列推断正确的是________。
A.单质的还原性:
Tl>Al
B.原子半径:
Al>Tl
C.碱性:
Al(OH)3>Tl(OH)3
D.氧化性:
Tl3+>Al3+
(4)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一。
Tl3+与Ag在酸性介质中发生反应:
Tl3++2Ag===Tl++2Ag+。
下列推断正确的是________。
A.Tl+最外层有1个电子
B.Tl能形成+3价和+1价的化合物
C.Tl3+的氧化性比Ag+弱
D.Tl+的还原性比Ag强
[答案]
(1)6 ⅢA
(2)A-162 (3)A (4)B
[解析]
(1)推断Tl在元素周期素中的位置,可利用各周期的元素种类数(2、8、8、18、18、32)进行分析,81-2-8-8-18-18=27,首先推知该元素位于第6周期,第六周期中镧系有15种元素占一个格,则27-14=13。
根据元素周期表的结构可知,第13纵行为第ⅢA族,即Tl在元素周期表中的位置为:
第6周期第ⅢA族。
(2)根据A-Z=N,可知铊原子中中子数和质子数之差为(A-Z)-Z,即A-162。
(3)根据元素周期律的递变规律,同主族从上至下,元素金属性逐渐增强,单质还原性增强,原子半径增大,离子氧化性减弱,碱性增强。
(4)铊位于第ⅢA族,说明铊原子最外层有3个电子,则Tl+最外层有两个电子,A错;由Tl3++2Ag===Tl++2Ag+知,Tl3+的氧化性比Ag+强,Ag的还原性比Tl+强,C、D错。
14.(10分)(2011·海南,13)四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示,其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
X
Y
Z
W
请回答下列问题:
(1)元素Z位于周期表中第________周期,________族;
(2)这些元素的氢化物中,水溶液碱性最强的是________(写化学式);
(3)XW2的电子式为________;
(4)Y的最高价氧化物的化学式为________;
[答案]
(1)三 VA
(2)NH3 (3)
·
·C·
·
(4)N2O5
[解析]本题是对元素周期律、元素周期表的考查,重在考查学生的理解推断能力。
根据元素的相对位置可知X、Y两元素在第二周期,而Z、W两元素在第三周期,在第三周期中的所有元素中,只有P元素的核外电子总数是其最外层电子数的3倍,故四种元素分别为C、N、P、S。
(1)P元素在周期表中的位置为第三周期VA族。
(2)在这四种氢化物中碱性最强的是NH3。
(3)XW2的化学式为CS2,其电子式类似于CO2。
(4)N元素的最高价为+5,故其最高价氧化物为N2O5。
15.(12分)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序是________________。
(2)②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是________________。
(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式:
________________。
(4)由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为________(填序号)。
a.MnO2 B.FeCl3
c.Na2SO3D.KMnO4
[答案]
(1)Na>Al>O
(2)HNO3>H2CO3>H2SiO3
(3)Na+∶
∶H-或Na+∶
∶
∶-
(4)ab
[解析]由元素周期表的结构,可分别判断出8种元素分别是H、C、N、O、Na、Al、Si、Cl,则
(1)问中的原子半径大小为Na>Al>O。
(2)中②⑦③对应的酸依次为H2CO3、H2SiO3(或H4SiO4)、HNO3三者酸性强弱为HNO3>H2CO3>H2SiO3(或H4SiO4)。
(3)中由H、Na、O、Cl组成的化合物中符合要求的有NaOH、NaClO等,可任写一种即可。
(4)由题意知1∶1的液态化合物为H2O2,它可以被MnO2或一些重金属离子催化分解,故选a、b。
16.(15分)某同学设计如图装置,研究非金属元素性质变化规律。
(1)已知硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸,呈白色。
在化学反应中,一般地,强酸能制弱酸,如NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,得出:
HCl酸性强于H2CO3的酸性。
现有硝酸溶液、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液,选择试剂用如图装置证明:
酸性:
HNO3>H2CO3>H2SiO3。
A中装试剂________,B中装试剂____________,C中装试剂____________。
C中实验现象为____________;写出C中发生反应的离子方程式___________________________________。
(2)已知高锰酸钾在常温下与浓盐酸反应产生氯气,利用如图装置证明氯气氧化性强于碘单质的氧化性。
则A中装浓盐酸,B中装入高锰酸钾粉末,C中装试剂________,C中现象________,写出离子方程式________________。
该实验装置有明显不足,请指出改进方法:
_______________________________________________________。
(3)如果C中装饱和的氢硫酸溶液,A中装浓盐酸,B中装高锰酸钾溶液,反应开始后观察到现象是C中产生淡黄色沉淀,写出化学方程式________________________________________________;
证明氯的非金属性比硫的非金属性________(填“强”或“弱”或“无法判断”)。
[答案]
(1)硝酸溶液 碳酸钙 硅酸钠溶液 产生白色沉淀 CO2+SiO
+H2O===H2SiO3↓+CO
(2)淀粉-KI溶液 溶液变蓝色 2I-+Cl2===I2+2Cl- 增加装有氢氧化钠溶液的尾气吸收装置
(3)Cl2+H2S===S↓+2HCl 强
[解析]根据信息,可以利用强酸制弱酸原理证明元素最高价含氧酸的酸性强弱;根据氯气可以置换KI溶液中的碘离子证明氯的非金属性比碘的强。
Cl2和H2S反应生成S和HCl,说明氯的非金属性强于硫。