第1章《 原子结构与元素性质》检测题
一、单选题
1．下列各原子或离子的电子排布式错误的是
A．O2-：ls22s22p6 B．Ne：ls22s22p6
C．Ca：ls22s22p63s23p6 D．Al3+ ：ls22s22p6
2．下列关于卤族元素由上到下性质递变的叙述，正确的是( )
①单质的氧化性增强 ②单质的颜色加深③气态氢化物的稳定性增强 ④单质的沸点升高⑤阴离子的还原性增强
A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．④⑤
3．X、Y是同周期的两种非金属元素，不能说明X元素的非金属性比Y元素强的事实是
A．Y的阴离子Y2-的还原性强于X的阴离子X-
B．加热至300℃，HnY发生分解而HmX不分解
C．第一电离能：X>Y
D．电负性：X>Y
4．M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，Z的一种单质具有漂白性，W和Z可以形成多种不同的二元化合物，X和Y原子的最外层电子数之和等于W原子的最外层电子数，由这五种元素组成的化合物Q的结构如图所示。下列说法正确的是
A．简单离子半径：
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
C．第一电离能：
D．化合物Q中每个原子最外层都符合8电子结构
5．元素周期表的形式多种多样，如下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．②、⑧、⑨对应简单离子半径依次减小
B．⑤的三种核素化学性质不同
C．元素⑩处于常见周期表第四周期第VIIIB族
D．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
6．下列说法或有关化学用语的表达正确的是
A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B．基态Cr原子的价层电子排布图为
C．因氧元素电负性比氮元素大，故氧元素第一电离能比氮元素第一电离能大
D．基态铜原子的价层电子排布式为3d94s2
7．下列表示不正确的是
A．NaHS的电子式：
B．水分子的填充模型：
C．CO2的结构式： O=C=O
D．基态Br原子简化电子排布式： [Ar]4s24p5
8．根据下表中五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，在周期表中， 最可能处于同一族的是
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
U 420 3100 4400 5900
A．Q 和 R B．S 和 T C．T 和 U D．R 和 U
9．下列各组元素的基态原子，一定属于同族元素且性质相似的是
A．核外电子排布为与的元素
B．M层上有两个电子与N层上有两个电子的元素
C．2p上有一个未成对电子与3p上有一个未成对电子的元素
D．L层的p轨道上有一个空轨道和M层的p轨道上有一个空轨道的元素
10．下列说法正确的是
A．p-pσ键电子云轮廓图
B．基态铜原子的价层电子排布图：
C．的离子结构示意图为：
D．某原子核外电子排布式为，它违背了泡利原理
11．下列说法正确的是
A．同一原子中、、能量依次降低
B．某原子核外电子由，原子放出能量
C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数也在增多
D．按照泡利原理，在同一个原子中不可能存在两个运动状态完全相同的电子
12．具有以下结构的原子对应的元素一定属于p区的是
①最外层有3个电子的原子 ②最外层电子排布式为ns2的原子
③最外层有3个未成对电子的原子 ④最外层电子形成全满结构的原子
A．①② B．①③ C．①④ D．③④
13．下列各项叙述错误的是
A．若Mn元素的基态原子电子排布式为，则违反了构造原理
B．若硫原子的价层电子图为违反了泡利原理
C．氮原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理
D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件
14．下列性质的比较，不正确的是
A．氧化性： B．酸性：
C．碱性： D．热稳定性：
15．下列说法错误的是
A．不同状态的镁中失去最外层一个电子所需能量：[Ne]3s1＜[Ne]3s2
B．SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)只能在高温下自发进行，则该反应的△H＞0
C．已知氧化性：Fe2+＜Ni2+＜Cu2+，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，则电解精炼镍时阳极泥中含有Cu和Pt
D．室温下，0.1mol L-1NH4CN溶液的pH=9.32，说明水解程度：CN-＞NH
二、填空题
16．回答下列问题：
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_______形象化描述。在基态14C原子中，核外存在_______对自旋相反的电子。
(2)N的基态原子核外电子排布式为_______；Cu的基态原子最外层有_______个电子。
(3)钒(23V)是元素广泛用于催化及钢铁工业。钒在元素周期表中的位置为_______，其价层电子的轨道表示式为_______。
(4)Na位于元素周期表第_______周期第_______族；S的基态原子核外有_______个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_______。
(5)Cu＋基态核外电子排布式为_______。
(6)基态Fe原子有_______个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为_______。
(7)31Ga基态原子的核外电子排布式是_______。
(8)铝原子核外电子云有_______种不同的伸展方向，有_______种不同运动状态的电子。
(9)基态Mn2＋的核外电子排布式为_______。
(10)Se原子序数为_______，其核外M层电子的排布式为_______。
(11)可正确表示原子轨道的是_______。
A．2s B．2d C．3pz D．3f
17．基态原子的核外电子填充在7个轨道中的元素有_______种，该元素是_______，价电子排布式_______。
18．回答下列问题：
(1)1861年德国人基尔霍夫(r. Kirchhoff)和本生(R.w. Bunsen)研究锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了铷元素，他们研究的是_______
(2)含有钾元素的盐的焰色试验为_______色。许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是_______
19．铁元素在元素周期表中的位置为_______，其形成的离子常见的有Fe2+和Fe3+，基态Fe2+的价电子的排布式为_______，相同条件下，Fe3+比Fe2+稳定，原因是_______。
20．(2021·全国甲卷)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为___________。
21．写出下列原子中的未成对电子数。
(1)氮_______
(2)镁_______
(3)硅_______
(4)铬_______
22．中电负性最大的是_______。
23．能源、材料已成为当今科学研究的热点。请回答下列问题：
（1）单质A的燃烧热大，可作燃料。已知A为短周期元素，其气态原子逐个失去1～4个电子所需能量（电离能）如表所示。若该原子核外电子有三层，则该元素位于周期表______族，写出A燃烧后形成的氧化物的电子式：______．
I1 I2 I3 I4 …
电离能（kJ/mol） 738 1451 7733 10540 …
（2）如图是超导材料元素在周期表中的分布，上述元素的短周期元素中原子半径最大的是______（填元素符号），其原子最外层有______种运动状态不同的电子，写出其最高价氧化物对应水化物在水溶液中的电离方程式：______。
（3）上述主族元素中有两种原子可以形成的五核分子，其化学键键长和键角都相等，则该分子的空间构型为______，该物质为______分子（选填“极性”或“非极性”）。
（4）铁单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体，且每生成1mol该易燃气体放出37.68kJ热量，请写出此反应的热化学方程式：______。
（5）取适量Al、Mg合金样品置于烧杯中，加入20mL 1mol/L的NaOH溶液，恰好完全反应。下列叙述正确的是______（选填编号）。
a．Mg作负极，Al作正极
b．若加入的是20mL 1mol/L的盐酸，则放出的氢气的物质的量减少2/3
c．若把NaOH中的H换成D（D为重氢），生成的氢气中D与H物质的量之比为1：2。
24．纳米铜粉具有比表面大、表面活性中心数目多、颗粒极细且软等性能在众多领域有着巨大的潜在应用价值。常用热分解、还原法、电解法来制取纳米铜粉。
(1)草酸铜(CuC2O4)在氩气中热分解可制备纳米铜粉，其化学方程式为 ________________________。
(2)一定温度和pH条件下，将水合肼溶液与硫酸四氨合铜溶液按照适当比例混合发生氧化还原反应，制备纳米铜粉。
已知：Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+ ,Cu2++2N2H4[Cu(N2H4)2]2+
①[Cu(NH3)4]2+中铜离子基态核外电子排布式为________________________。
②固定水温70°C，反应时间1h，水合肼溶液浓度和pH值对铜产率的影响如图所示。
当水合肼浓度继续增加到3.25 mol·L-1时，铜产率下降的原因是___________________________________；当pH值继续上升时，铜产率有下降的趋势，这原因是________________________________________。
(3)制取纳米铜粉都需要硫酸铜溶液，通过下列方法可测定硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的纯度：准确称取5.000 g硫酸铜晶体于烧杯中，加入5mL l mol·L-1H2SO4溶液和少量水，配成250.00 mL溶液。取上述25.00 mL溶液至碘量瓶中，加入10 mL10%足量KI溶液(2Cu2++4I-=2CuI↓+I2)，加入淀粉作指示剂，用0.1000 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至浅蓝色(I2+2=+2I-)，再加入10%KSCN溶液10mL，使CuI沉淀完全转化为CuSCN沉淀，(目的是释放出吸附在CuI表面上的I2)，溶液蓝色加深，再继续用Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好消失，共消耗Na2S2O3溶液19.80 mL，计算CuSO4·5H2O样品的纯度(写出计算过程) ______________________
25．三张有重要历史意义的周期表
(1)门捷列夫周期表：门捷列夫周期表又称_______周期表，重要特征是从第_______周期开始每个周期截成_______截，第_______族分_______族，第_______族称为过渡元素。
(2)维尔纳周期表
维尔纳周期表是_______，每个周期一行，各族元素、过渡金属、稀有气体、镧系和锕系，各有各的位置，同族元素_______，它确定了前_______个周期的元素种类。
(3)玻尔元素周期表
玻尔元素周期表特别重要之处是把21~28、39~46等元素用_______框起，这说明他已经认识到，这些框内元素的原子新增加的_______是填入_______的，他已经用原子结构解释元素周期系了，玻尔元素周期表确定了第_______周期为_______种元素。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．O2-核外有10个电子，根据能量最低原理，电子排布式为ls22s22p6，故A正确；
B．Ne核外有10个电子，根据能量最低原理，电子排布式为ls22s22p6，故B正确；
C．Ca核外有20个电子，根据能量最低原理，电子排布式为ls22s22p63s23p64s2，故C错误；
D．Al3+核外有10个电子，根据能量最低原理，电子排布式为ls22s22p6，故D正确；
选C。
2．C
【详解】卤族元素由上到下：①单质的氧化性减弱；②单质的颜色加深；③气态氢化物的稳定性减弱；④单质的沸点升高；⑤阴离子的还原性增强，故C正确。
3．C
【详解】A．阴离子的还原性越强，对应元素的氧化性越弱，Y2-的还原性强于X-，则X的氧化性强于Y，说明X非金属性比Y强，A不符合题意；
B．气态氢化物越稳定对应元素的非金属性越强，由题意可知，HmX的稳定性强于HnY，说明X的非金属性比Y强， B不符合题意；
C．元素的第一电离不能用来说明和比较元素的非金属性强弱，C符合题意；
D．电负性是原子吸电子的能力，电负性越强，对应元素非金属越强，可以作为判断元素的非金属性强弱的依据，D不符合题意；
故选C。
4．A
【分析】短周期元素Z的一种单质具有漂白性，结合结构图中Z可形成2个共价键，则Z为O；Y的原子序数小于O，且Y可形成4个共价键，则Y为C；X原子序数小于C并形成3个共价键后还有一个空轨道，则X为B；M原子序数小于B且可形成，M是；短周期元素W原子最外层电子数为7且和O形成多种二元化合物，W为。
【详解】A．离子的电子层越多，半径越大，故半径Cl->O2->Li+，故A正确；
B．是一元弱酸，酸性比碳酸弱，故B错误；
C．一般，同周期元素随核电荷数的递增电离能逐渐增大，故第一电离能是，故C错误；
D．化合物Q中锂离子不满足8电子结构，故D错误；
故选A。
5．D
【分析】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。
【详解】A．电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径S2-＞Cl-＞Na+，错误；
B．决定化学性质的是原子最外层电子数，最外层电子数相同，元素的三种核素的化学性质相同，错误；
C．元素⑩处于常见周期表第四周期第VⅢ族，不是第VIIIB族，错误；
D．N的最高价氧化物的水化物是HNO3可以与NH3发生反应形成NH4NO3，该物质是离子化合物，正确。
6．B
【详解】A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，如电子能量2p<3s，故A错误；
B．根据洪特规则，基态Cr原子的价层电子排布图为 ，故B正确；
C．N原子2p能级半充满状态，结构稳定，第一电离能大于O，故C错误；
D．根据洪特规则，基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，故D错误；
选B。
7．D
【详解】A．已知NaHS是离子化合物，类比于NaOH可知，NaHS的电子式 ：，A正确；
B．已知O原子半径大于H，H2O是V形结构，则水分子的填充模型为：，B正确；
C．结构式是指用一个“-”表示一对共用电子对的式子，故CO2的结构式为： O=C=O，C正确；
D. 已知Br是35号元素，则基态Br原子简化电子排布式为： [Ar]3d104s24p5，D错误；
故答案为：D。
8．D
【详解】这五种元素的短周期元素，Q第三电离能和第四电离能相差较大，且其第一电离能较大，所以Q可能是稀有气体元素；
R元素第一电离能远远小于第二电离能，所以R元素为第IA族元素；
S元素第二电离能远远大于第三电离能，则S为第IIA族元素；
T元素第三电离能远远小于第四电离能，则T为第IIIA族元素；
U元素第一电离能远远小于第二电离能，所以U属于第IA族元素，R第一电离能大于U，则原子序数R小于U；
通过以上分析知，R和U的电离能变化趋势相同，所以在周期表中，最可能处于同一族的是R和U元素，故选D。
【点睛】本题考查元素电离能的应用，解题关键：知道元素电离能与元素最外层电子数之间的关系，知道同一周期中第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素的原因。
9．D
【详解】A．核外电子排布为是He，的元素是Be，两者不是同族元素，故A不符合题意；
B．M层上有两个电子的元素是Mg，N层上有两个电子的元素可能为Ca、Sc、Ti、V等，两者不一定属于同族元素，故B不符合题意；
C．2p上有一个未成对电子的元素可能为B或F，3p上有一个未成对电子的元素可能为Al或Cl，两者不一定属于同族元素，故C不符合题意；
D．L层的p轨道上有一个空轨道的元素，则为C，M层的p轨道上有一个空轨道的元素，则为Si，两者属于同族元素且性质相似，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
10．D
【详解】A． 是p-pπ键电子云模型，以“肩并肩”方式形成，呈镜像对称，p-pσ键，原子轨道头碰头方式重叠，电子云图形为，故A错误；
B．Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，价层电子排布式为：3d104s1，电子排布图为：，故B错误；
C．Fe3+离子核内质子数为26，核外各层上电子数分别为2、8、13，结构示意图为，故C错误；
D．泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子，而ns2np7的np能级排布了7个电子，故违背了泡利原理，故D正确；
故选：D。
11．D
【详解】A．同一原子中、、能量依次升高，故A错误；
B．某原子核外电子由，3s能级上一个电子跃迁到3p能级上，是原子吸收能量，故B错误；
C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数不变，故C错误；
D．一个电子是一种运动状态，因此在同一个原子中不可能存在两个运动状态完全相同的电子，故D正确；
综上所述，答案为D。
12．B
【详解】①最外层有3个电子的原子，其最外层电子排布式为，只能是第ⅢA族元素的原子，①正确；
②最外层电子排布式为的原子，既可能是第ⅡA族元素的原子，也可能是过渡元素的原子，还可能是原子，②错误；
③最外层有3个未成对电子的原子，其最外层电子排布式一定为，位于第VA族，③正确；
④最外层电子形成全满结构的原子，其最外层电子排布式可能为等，不一定属于p区，④错误；
故选B。
13．B
【详解】A．25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s2p63s23p63d54s2，如果25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s2p63s23p63d7，则违反了构造原理，故A正确；
B．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是洪特规则，若硫原子的价层电子图为违反了洪特规则，故B错误；
C．氮原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理，故C正确；
D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是对核外电子排布满足能量最低的要求，故D正确。
选B。
14．A
【分析】同周期主族元素，从左到右，金属性逐渐减弱，非金属逐渐增强，则非金属性：S>P；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，则金属性：K>Na，非金属性：F>Cl。
【详解】A．比较单质氧化性强弱，实际就是比较非金属性强弱，非金属性：F>Cl，则氧化性：，A错误；
B．比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，实际就是比较非金属性强弱，非金属性：S>P，则酸性：，B正确；
C．比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，实际就是比较金属性强弱，金属性：K>Na，则碱性：，C正确；
D．比较气态氢化物的热稳定性实际就是比较非金属性强弱，非金属性：F>Cl，则热稳定性：，D正确；
故选A。
15．A
【详解】A．镁的第一电离能小于镁的第二电离能，即镁原子失去最外层一个电子所需能量低于Mg+失去最外层一个电子所需能量，[Ne]3s1>[Ne]3s2，A错误；
B．SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)，，该反应只能在高温下自发进行。由知该反应的△H＞0，B正确；
C．已知氧化性：Fe2+＜Ni2+＜Cu2+，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，则电解精炼镍时，粗镍中Fe、Zn失去电子变成对应金属阳离子进入溶液， Cu和Pt进入阳极泥中，C正确；
D．盐类水解规律是有弱就水解，谁强显谁性，NH4CN溶液的pH=9.32，说明水解程度：CN-＞NH，D正确；
故选A。
16．(1) 电子云 2
(2) 1s22s22p3 1
(3) 第四周期第ⅤB族
(4) 三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(5)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
(6) 4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(7)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(8) 4 13
(9)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(10) 34 3s23p63d10
(11)AC
【解析】(1)
电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述；的轨道表示式为，所以其基态原子中核外存在2对自旋状态相反的电子；
(2)
N元素的原子序数为7，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3；Cu元素位于第四周期第ⅠB族，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有1个电子；
(3)
钒在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤB族，其价层电子排布式为3d34s2，根据洪特规则和泡利原理，价层电子的轨道表示式为。
(4)
Na元素属于短周期主族元素，核外有3个电子层，最外层有1个电子，故位于元素周期表第三周期第ⅠA族；S的核外电子排布式为：1s22s2sp63s23p4，其3p能级上2个电子各占据一个轨道，属于未成对电子，故此处填2；Si原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2；
(5)
Cu为29号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，则Cu＋的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；
(6)
基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，所以有4个未成对电子，失去2个4s电子、1个3d电子形成Fe3+，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；
(7)
Ga元素为31号元素，核外有31个电子，对应电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar] 3d104s24p1；
(8)
铝原子核外电子云有s、p，分别有1、3种伸展方向，故其核外电子云有4种伸展方向；其核外有13个电子，则有13种不同运动状态的电子。
(9)
Mn的核外电子数为25，基态Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
(10)
Se位于第四周期，与S的原子序数相差18，故其原子序数为34；其核外M层有18个电子，故M层的电子排布式为3s23p63d10；
(11)
L能层只有2s、2p能级，M能层只有3s、3p、3d能级，故答案选AC。
17． 1 Al 3s23p1
【详解】基态原子的核外电子填充在7个轨道，则原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1，元素只有铝元素一种，价电子排布式3s23p1。
18．(1)原子光谱
(2) 紫 电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的基态时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
【详解】（1）1861年德国人基尔霍夫和本生研究锂云母的红外光谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了铷元素，铷的发现，是用光谱分析法研究分析物质元素成分取得的第一个胜利，答案为原子光谱；
（2）含有钾元素的盐的焰色试验为透过蓝色钴玻璃观察到紫色；许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的基态时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量。
19． 第四周期第Ⅷ族 3d6 基态Fe3+的价电子排布为3d5的半充满结构，能量低，稳定
【详解】Fe为26号元素，位于第四周期第Ⅷ族；Fe原子的核外电子排布为[Ar]3d64s2，失去最外层2个电子形成Fe2+，所以Fe2+的价电子为3d6；Fe原子失去最外层3个电子后形成Fe3+，所以基态Fe3+的价电子排布为3d5的半充满结构，能量低，稳定。
20．3s23p2
【详解】硅为14号元素，Si的价电子层的电子排布式为3s23p2。
21．(1)3
(2)0
(3)2
(4)6
【详解】（1）N是7号元素，根据构造原理可知基态N原子核外电子排布式是1s22s22p3，则N原子中的未成对电子数是3个；
（2）Mg是12号元素，根据构造原理可知基态Mg原子核外电子排布式是1s22s22p63s2，则Mg原子中的未成对电子数是0个；
（3）Si是14号元素，根据构造原理可知基态Si原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p2，则Si原子中的未成对电子数是2个；
（4）Cr是24号元素，根据构造原理可知基态Cr原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，则Cr原子中的未成对电子数是6个。
22．O
【详解】元素的非金属性越强电负性越大，又同主族元素随核电荷数的递增元素的非金属性越来越弱，同周期元素随核电荷数的递增元素的非金属性越来越强，故中电负性最大的是O。
23． IIA Al 3 H+++H2O Al(OH)3 Al3++3OH- 正四面体 非极性 3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g) △H=﹣150.72kJ/mol b
【分析】(1)根据逐级电离能的变化规律判断元素种类，MgO是离子化合物，由镁离子与氧离子构成；
(2)根据原子半径的变化规律判断原子，原子核外没有运动状态相同的电子，氢氧化铝在水溶液中存在酸式电离与碱式电离；
(3)根据原子的构成和成键特点分析；
(4)铁单质在高温下会与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，先写出反应方程式，再计算反应热，最后写出热化学方程式；
(5)a. Al与氢氧化钠溶液反应，而Mg不反应；b. 依据反应方程式计算；c. 根据Al与碱溶液反应的本质分析。
【详解】(1)该元素的第三电离能剧增，说明其最外层电子数为2，处于第ⅡA族，且处于第三周期，故为Mg元素，其在氧气中燃烧生成MgO，由镁离子与氧离子构成，电子式为：，故答案为：IIA；；
(2)同周期元素的原子自左而右原子半径逐渐减小，一般电子层数越多原子半径越大，图中的短周期元素中Al的原子半径最大，原子核外没有运动状态相同的电子，最外层有3个电子，故最外层有3种运动状态不同的电子，氢氧化铝在水溶液中存在酸式电离与碱式电离，电离方程式为：H+++H2O Al(OH)3 Al3++3OH-；
(3)上述主族元素中有两种原子可以形成的五核分子，其化学键键长和键角都相等，该分子为SiH4，为正四面体构型，属于非极性分子，故答案为：正四面体；非极性；
(4)铁单质在高温下会与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，发生反应：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 ，生成4mol氢气放出热量为37.68kJ×4=150.72kJ，则热化学方程式为：3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g) △H=-150.72kJ/mol，故答案为：3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g) △H=-150.72kJ/mol；
(5)a. Al与氢氧化钠溶液反应，而Mg不反应，故Al为负极，故a错误；
b. NaOH物质的量为0.02L×1mol/L=0.02mol，由2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知，Al为0.02mol，生成氢气为0.03mol，若加入的是20mL 1mol/L的盐酸，镁、铝都会和稀盐酸反应，HCl为0.02mol，由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知HCl不足，根据H原子守恒得，所以放出的氢气的物质的量减少，故b正确；
c. Al与碱溶液反应的本质是Al先与水反应生成氢氧化铝与氢气，氢氧化铝再与氢氧化钠反应是偏铝酸钠与水，氢气中的氢元素来自水，则氢气中无D元素，故c错误。
故答案为：b。
【点睛】原电池装置中，根据电极材料的活泼性判断正负极时，一般较活泼的金属作负极，但是在以下两个原电池中，正好相反，
(1)将Mg片、Al片用导线连接后放在NaOH溶液中构成的原电池，如果只根据金属活泼性，易错误判断Mg片作负极，但是由于Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液能反应，则Al作负极，Mg作正极；
(2)常温下，将Cu片、Al片用导线连接放在浓硝酸中构成的原电池，如果只根据金属活泼性，易错误判断Al片为负极，但是Al遇浓硝酸发生钝化，铜能与浓硝酸反应，则铜作负极，铝作正极。这是学生们的易错点。
24．(1)CuC2O4Cu＋2CO2↑
(2) [Ar]3d9 (或 1s22s22p63s23p63d9 ) 这是由于铜离子和过量的水合肼生成新的稳定配合物[Cu(N2H4)2]2+，[Cu(NH3)4]2+浓度减小，产率下降； pH升高，一方面溶液中OH 浓度增大，会造成氨气逸出，另一方面OH 浓度增大会与铜离子结合生成Cu(OH)2沉淀，[Cu(NH3)4]2+浓度减小，产率下降
(3)99.00﹪
【分析】根据题中信息，写出草酸铜(CuC2O4)在氩气中热分解可制备纳米铜粉的化学方程式；根据核外电子排布规律，写出[Cu(NH3)4]2+中铜离子基态核外电子排布式；根据题中图示信息，结合Cu2++2N2H4[Cu(N2H4)2]2+和Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓，解释水合肼浓度增大和pH增大铜产率下降的原因；根据题中信息，由关系式2～I2～2Cu2+，计算CuSO4·5H2O样品的纯度；据此解答。
【详解】（1）由题中信息可知，草酸铜(CuC2O4)在氩气中热分解可制备纳米铜粉，根据元素守恒，其化学方程式为CuC2O4Cu＋2CO2↑；答案为CuC2O4Cu＋2CO2↑。
（2）①Cu的原子序数为29，核外有29个电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，[Cu(NH3)4]2+中Cu2+离子表示失去2个电子，即4s上1个电子和3d上1个电子失去，则Cu2+离子基态核外电子排布式为[Ar]3d9 (或1s22s22p63s23p63d9 )；答案为[Ar]3d9 (或1s22s22p63s23p63d9 )。
②由题中图示信息可知，当水合肼浓度继续增加到3.25 mol·L-1时，铜产率下降，是因为铜离子和过量的水合肼生成新的稳定配合物[Cu(N2H4)2]2+，即Cu2++2N2H4[Cu(N2H4)2]2+，[Cu(NH3)4]2+浓度减小，产率下降；当pH值继续上升时，铜产率有下降的趋势，是因为pH升高，一方面溶液中OH 浓度增大，会造成氨气逸出，另一方面OH 浓度增大会与铜离子结合生成Cu(OH)2沉淀，[Cu(NH3)4]2+浓度减小，产率下降；答案为铜离子和过量的水合肼生成新的稳定配合物[Cu(N2H4)2]2+，[Cu(NH3)4]2+浓度减小，产率下降；pH升高，一方面溶液中 OH 浓度增大，会造成氨气逸出，另一方面 OH 浓度增大会与铜离子结合生成Cu(OH)2沉淀，[Cu(NH3)4]2+浓度减小，产率下降。
（3）由题中信息可知，关系式为2～I2～2Cu2+， 则n(Cu2+)＝n()＝0.1000mol·L－1×19.80×10－3L＝1.980×10－3mol，CuSO4·5H2O 样品的纯度为=99.00﹪；答案为99.00%。
25．(1) 短式 四 两 1~7 主副 八
(2) 特长式周期表 上下对齐 五
(3) 方框 电子 内层轨道 六 32
【解析】略
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