2020届高考化学一轮复习元素周期表 元素周期律作业
核心素养提升练 十五
元素周期表 元素周期律
(25分钟 50分)
一、选择题(本题包括5小题,每题6分,共30分)
1.元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是 ( )
A.由水溶液的酸性:HCl>HF,不能推断出元素的非金属性:Cl>F
B.人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C.短周期元素正化合价数值和其族序数相同
D.短周期元素形成的微粒X2-和Y2+核外电子排布相同,离子半径:X2->Y2+
【解析】选C。A项,非金属性的强弱,应比较其最高价氧化物对应水化物的酸性,不能根据氢化物的酸性进行比较,HF的酸性比HCl弱,但非金属性F强于Cl,正确;B项,催化剂及耐高温和耐腐蚀的合金材料,大多属于过渡元素,正确;C项,短周期元素正化合价数值和其族序数不一定相同,如C有+2、+4价,错误;D项,微粒X2-与Y2+核外电子排布相同,核电荷数:Y>X,离子半径:X2->Y2+,正确。
2.(2018·浙江11月选考真题)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示,其中元素Q位于第4周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,下列说法不正确的是 ( )
X
Y
Z
Q
A.原子半径(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)
B.元素X有-4、+2、+4等多种价态
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物的水化物
【解析】选C。设X原子的最外层电子数为x,则Y、Z原子的最外层电子数分别为x+2、x+3,根据X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,得x+x+2+x+3=17,x=4,且由位置关系可知Y位于第3周期,即Y为硫元素,则X、Z和Q分别是碳、氯、砷元素。同一主族从上到下,原子半径逐渐增大,同一周期从左到右,原子半径逐渐减小,可得原子半径(r):r(砷)>r(硫)>r(氯),A正确;碳元素有-4、+2、+4等多种价态,B正确;SO2对应的H2SO3不是强酸,C错误;H3QO4中的Q是+5价,H3QO4是砷元素的最高价氧化物的水化物,D正确。
【加固训练】
(2019·黔东南州模拟)甲、乙、丙、丁为四种主族元素,已知甲与乙、丙、丁三种元素相邻;甲、乙的原子序数之和等于丙的原子序数,四种元素原子的最外层电子数之和为20。下列判断中,正确的是 ( )
A.原子半径:丙>乙>甲
B.最外层电子数:丙=丁
C.气态氢化物的稳定性:甲>丙
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:丁>甲
【解析】选C。由于甲、乙的原子序数之和等于丙的原子序数,且甲与乙、丙、丁相邻,故甲、乙、丁处于同一周期,丙在下一周期,则有如下两种位置关系:
若是①可设甲的原子序数为x,则乙为x+1,丁为x-1,丙为x+8,则有:x+x+1=x+8,x=7,即甲为N,乙为O,丁为C,丙为P,则四种元素原子的最外层电子数之和为20,符合题意。同理验证②不合题意。原子半径丙(P)>甲(N)>乙(O),A项错误;丙(P)最外层电子数为5,而丁(C)最外层电子数为4,B项错误;甲元素的氢化物为NH3,丙元素对应的氢化物为PH3,显然稳定性前者强,C项正确;最高价氧化物对应的水化物的酸性:HNO3>H2CO3,D项错误。
3.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是 ( )
选项
事实
结论
A
与冷水反应,Na比Mg强烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性
强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3
溶液反应生成CO2
非金属性:S>C
D
t ℃时,Br2+H22HBr
K=5.6×107 I2+H22HI K=43
非金属性:Br>I
【解析】选C。C项,根据事实可知,H2SO3比H2CO3酸性强,但H2SO3不是最高价含氧酸,故不能说明非金属性:S>C。
4.(2019·郑州模拟)现有X、Y、Z、W是短周期主族元素,X原子最外层电子数是其内层电子数的3倍;Y的原子序数是其最外层电子数的6倍;Z
的一种单质是自然界中最硬的物质;自然界中,W的单质多出现在火山口附近,且为淡黄色晶体。下列叙述正确的是( )
A.原子半径的大小:Z>X>Y
B.Z的氢化物的沸点一定比X的低
C.W的最高价氧化物对应水化物的酸性在同主族中最强
D.Y与X形成的化合物与Z单质反应可冶炼金属
【解析】选C。根据题中信息推断元素,X原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,X为O,Y的原子序数是其最外层电子数的6倍,Y为Mg,Z的一种单质是自然界中最硬的物质,Z为C,W的单质多出现在火山口附近,且为淡黄色晶体,W为S。A项,电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径的大小:Mg>C>O,故A错误;B项,C的氢化物可能为固态烃,其的沸点可能比H2O高,故B错误;C项,W的最高价氧化物对应水化物为硫酸,其酸性在同主族中最强,故C正确;D项,MgO和C不能反应,故D错误。
5.甲、乙、丙、丁、戊是原子序数依次递增的五种短周期主族元素,乙、丁、戊在周期表中的相对位置如下图。甲能与丙形成四核10电子的分子,则下列说法正确的是 ( )
乙
丁
戊
A.丙的非金属性强,丙单质的氧化性也强
B.甲与乙、甲与丁可分别形成原子个数比为1∶1和2∶1的分子
C.丁的氢化物沸点高于戊的氢化物沸点说明丁的非金属性比戊强
D.简单阴离子还原性:丁>戊,简单阴离子半径:丁>丙
【解析】选B。甲、乙、丙、丁、戊是原子序数依次递增的五种短周期主族元素,甲能与丙形成四核10电子的分子,则甲为H,丙为N,则乙为C,丁为O,戊为S。A项,氮气比较稳定,氧化性较弱;B项,甲与乙可以形成C2H2、C2H4,甲与丁可以形成H2O2、H2O;C项,氢化物沸点高低不能说明元素的非金属性强弱;D项,简单阴离子还原性:S2->O2-,简单阴离子半径:O2-
________;b、c两元素非金属性较强的是(写元素符号)________,写出证明这一结论的一个化学方程式_______。
(2)d、e元素形成的四原子化合物的电子式为 ________________。
(3)上述元素可组成盐R:ca4f(gd4)2和盐S:ca4agd4,相同条件下,0.1 mol·L-1盐R中c(c)________(填“等于”“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1盐S中c(c)。
(4)向盛有10 mL 1 mol·L-1盐S溶液的烧杯中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液至中性,则反应后各离子浓度由大到小的排列顺序是________________________。
(5)向盛有10 mL 1 mol·L-1盐R溶液的烧杯中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液32 mL后,继续滴加至35 mL,写出此时段(32 mL～35 mL)间发生的离子方程式:
____________________________________________。
若在10 mL 1 mol·L-1盐R溶液的烧杯中加20 mL 1.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。
【解析】由元素在周期表中位置可知,a为H、b为C、c为N、d为O、e为Na、f为Al、g为S。
(1)电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径:O2->Na+;同周期自左往右元素非金属性增强,故非金属性N>C,可以利用最高价含氧酸中强酸制备弱酸进行验证,化学方程式:2HNO3+Na2CO32NaNO3+CO2↑+H2O。
(2)d、e元素形成的四原子化合物为Na2O2,电子式:
(3)NH4Al(SO4)2溶液中铵根离子与铝离子相互抑制水解,而NH4HSO4溶液中氢离子抑制铵根离子水解,铝离子抑制程度不如酸的抑制程度大,则NH4HSO4溶液中铵根离子浓度较大。
(4)NH4HSO4与NaOH按物质的量1∶1反应时生成物为硫酸钠、硫酸铵混合溶液,溶液呈酸性;二者混合呈中性时,还有一水合氨生成,为硫酸钠、硫酸铵、一水合氨混合溶液,则反应后各离子浓度由大到小的排列顺序:c(Na+)>c(S)>c(N)>c(OH-)=c(H+)。
(5)10 mL 1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中Al3+物质的量为0.01 mol,N的物质的量为0.01 mol,S的物质的量为0.02 mol,32 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中NaOH物质的量为0.032 L×1 mol·L-1=0.032 mol,由Al3++3OH-Al(OH)3↓
,可知完全沉淀铝离子消耗0.03 mol NaOH,消耗NaOH溶液30 mL,由N+OH-NH3·H2O,可知铵根离子完全反应消耗NaOH为0.01 mol,消耗NaOH溶液10 mL,故加入32 mL NaOH溶液后,继续滴加至35 mL时反应离子方程式:N+OH-NH3·H2O;20 mL
1.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中Ba2+物质的量为0.024 mol,OH-为0.048 mol,由S+Ba2+BaSO4↓,可知S不足,故可以得到0.02 mol BaSO4,Al3++3OH-Al(OH)3↓
0.01 mol 0.03 mol 0.01 mol
反应剩余OH-为0.048 mol-0.03 mol=0.018 mol,
N + OH- NH3·H2O
0.01 mol 0.01 mol
反应剩余OH-为0.018 mol-0.01 mol=0.008 mol,
Al(OH)3+ OH-Al+2H2O
0.008 mol 0.008 mol
故得到Al(OH)3沉淀为0.01 mol-0.008 mol=0.002 mol,
则最终得到固体为0.02 mol+0.002 mol=0.022 mol。
答案:(1)O2- Na+ N
2HNO3+Na2CO32NaNO3+CO2↑+H2O
(2) (3)小于
(4)c(Na+)>c(S)>c(N)>c(OH-)=c(H+)
(5)N+OH-NH3·H2O 0.022
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每题5分,共20分)
1.(2019·衡水模拟)如表为元素周期表的部分,其中A、C、D、E为短周期元素,最外层电子数之和为23,下列说法正确的是 ( )
A
C
D
E
B
A.元素A对应的氢化物,常温下一定是气态
B.元素B、E的原子序数相差19
C.与金属钠的反应中,1 mol C原子和1 mol E原子得电子数目一定相等
D.A、C、D均可形成18e-分子
【解析】选D。根据周期表的结构,已知A、C、D、E为短周期元素,设C的最外层电子数为x,则这四种元素最外层电子数之和为(x-2)+x+(x+1)+x=23,x=6,所以它们分别为C、O、F、S,则元素B为As。碳对应的氢化物即烃类,常温下有气体,也有液体和固体,A项错误;As的原子序数为33,S的原子序数为16,二者相差17,B项错误;与金属钠反应时,1 mol氧原子可以得到1 mol e-生成Na2O2,也可能得到2 mol e-生成Na2O,而1 mol硫原子只能得到2 mol e-生成Na2S,C项错误;碳、氧、氟可形成C2H6、H2O2和F2的18e-分子,D项正确。
2.(2019·遵义模拟)元素周期表的形式多种多样,如图是扇形元素周期表的一部分(1～36号元素),对比中学常见元素周期表思考扇形元素周期表的填充规律,下列说法正确的是 ( )
A.⑥、⑧、⑨对应单核离子的半径依次增大
B.⑤的三种核素的化学性质不相同
C.④的最高价氧化物对应的水化物能与其氢化物反应,生成离子化合物
D.⑧、⑨两种元素的气态氢化物及其最高价氧化物的水化物均为强酸
【解析】选C。由元素在周期表中的位置可知,①为H、②为Na、③为C、④为N、⑤为O、⑥为Mg、⑦为Al、⑧为S、⑨为Cl、⑩为Fe。电子层结构相同,核电荷数越大原子半径越小,电子层越多原子半径越大,故离子半径:Mg2+X
B.原子半径和离子半径均满足:XW
D.常温下,pH为12的Y2Z溶液中水电离的c(H+)为10-12 mol·L-1
【解析】选C。化合物YZWX的水溶液因为遇Fe3+变血红色,所以YZWX是硫氰酸盐,灼烧该化合物的焰色为黄色,YZWX是硫氰酸钠,W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X、Y、Z分别是C、N、Na、S;熔沸点NH3>CH4,故A错误;原子半径NNa+,故B错误;最高价氧化物对应的水化物的酸性:H2SO4>H2CO3,故C正确;Na2S水解促进水电离,常温下,pH为12的Y2Z溶液中水电离的c(H+)为
10-2 mol·L-1,故D错误。
4.A、B、C、D为四种原子序数依次增大的分别位于三个不同短周期的主族元素,m、n、p分别是元素A、B、C的单质,x、y、z是由A、B、C组成的二元化合物,其中y、z是气体且y可用于配制饮料,它们之间有如下转化关系,D的单质可与热水发生置换反应而与冷水不反应,下列说法正确的是 ( )
A.D的单质起火燃烧时可用y作灭火剂
B.元素的非金属性:C>A>B
C.B、C、D与A形成的简单化合物的熔点:C>D>B
D.原子半径:D>B>C>A
【解析】选D。根据题意,A为氢元素,m为H2,y为CO2,B为碳元素,C为氧元素,D为镁元素,n为碳单质,p为O2;由转化关系图可得:x为CH4,z为CO。A项,因为2Mg+CO22MgO+C,故镁单质起火燃烧不能用CO2灭火;B项,非金属性强弱顺序为C>B>A(即O>C>H);C项,B、C、D与A形成的简单化合物的熔点:D>C>B(即MgH2>H2O>CH4);D项,原子半径:Mg>C>O>H。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
5.(15分)下图为元素周期表的一部分,参照元素①～⑩在表中的位置,请用化学用语作答:
(1)⑤⑥⑦的离子半径由大到小的顺序为______(填离子符号)。
(2)⑧⑨⑩的最高价含氧酸的酸性由强到弱为________(用化学式表示)。
(3)写出⑥在空气中加热生成的产物的电子式: _________。
(4)由表中元素形成的物质可发生下图中的反应,其中B、C、G是单质,B为黄绿色气体,D溶液显碱性。
①写出D溶液与G反应的化学方程式: ______________________。
②混合物X中的某物质不溶于水,但既能溶于酸又能溶于碱,请写出它在碱性溶液中的电离方程式: _____________________。
(5)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素②与元素⑦的氢氧化物有相似的性质。写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式:
______________________。
(6)砷(As)的化合物可用于杀虫及医疗。
①As的原子结构示意图为________________。
②Y由④⑥⑩三种元素组成,是生活中常见的消毒剂。As可与Y的水溶液反应,产物有As的最高价含氧酸,该反应的化学方程式为_________。
【解析】(1)⑤号元素是F,⑥号元素是Na,⑦号元素是Al,它们的离子电子层结构相同。对于电子层结构相同的离子来说,核电荷数越大,离子半径就越小,所以离子半径由大到小的顺序为F->Na+>Al3+。
(2)⑧⑨⑩三种元素分别是P、S、Cl。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。由于元素的非金属性:Cl>S>P,所以最高价含氧酸的酸性由强到弱为HClO4>H2SO4>H3PO4。
(3)⑥号元素Na在空气中燃烧生成Na2O2,电子式是
(4)根据物质的性质及相互转化关系可知:A是NaCl;B是Cl2;C是H2;D是NaOH;G是Al;F是NaAlO2。①D溶液与G反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑;②混合物X中的某物质不溶于水,但既能溶于酸又能溶于碱,则这种物质是Al(OH)3,它在碱性溶液中的电离方程式是Al(OH)3Al+H++H2O。
(5)根据元素在周期表中的位置可知元素②是Be,元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式是Be(OH)2+2OH-Be+2H2O。
(6)①33号元素As的原子结构示意图为;②Y由④⑥⑩三种元素组成,是生活中常见的消毒剂,则该物质是NaClO。As可与Y的水溶液反应,产物有As的最高价含氧酸,根据得失电子守恒及原子守恒可得该反应的化学方程式为5NaClO+2As+3H2O2H3AsO4+5NaCl。
答案:(1)F->Na+>Al3+
(2)HClO4>H2SO4>H3PO4
(3)
(4)①2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
②Al(OH)3Al+H++H2O
(5)Be(OH)2+2OH-Be+2H2O
(6)①
②5NaClO+2As+3H2O2H3AsO4+5NaCl
6.(15分)(2019·邯郸模拟)A、B、C、D、E、F六种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示。
回答下列问题:
(1)在周期表中,E位于第________周期第________族。
(2)A、B能组成既含极性键又含非极性键的化合物,其电子式为________________。
(3)在E、F的气态氢化物中,热稳定性较强的是______(填化学式,下同),还原性较强的是______。
(4)A、C、D、E组成两种酸式盐X、Y,将X、Y溶液混合发生复分解反应,写出离子方程式:__ _______。
(5)常用(BA4)2E2C8检验废水中的Mn2+,若观察到无色溶液变紫红色,可判断废水中含Mn2+,还原产物与盐酸酸化的BaCl2溶液混合产生白色沉淀。写出无色溶液变紫红色溶液的离子方程式:_________。
【解析】由图可知,A、B、C、D、E、F分别为H、N、O、Na、S、Cl。
(1)在元素周期表中,E位于第三周期第ⅥA族。
(2)A、B能组成既含极性键又含非极性键的化合物为N2H4,其电子式为
(3)S、Cl的非金属性相比,S
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