第一章《原子结构与性质》测试题
一、单选题（共12题）
1．下列说法正确的是( )
A．L电子层不包含d能级
B．s电子绕核旋转，其轨迹为一个圆，而p电子是走“∞”形
C．当n=1时，可能有两个原子轨道
D．当n=3时，有3s、3p、3d、3f四个原子轨道
2．纳米金(79Au)粒子在遗传免疫等方面有重大的应用前景，说法错误的是（ ）
A．Au为第五周期元素 B．Au为过渡金属元素
C．Au的质子数为79 D．纳米金表面积大吸附能力强
3．在Na和Na+ 两种粒子中，相同的是
A．核外电子数 B．核内质子数 C．最外层电子数 D．核外电子层数
4．下列事实中能说明氯的非金属性比硫强的是
①氯气与氢气化合比硫与氢气化合要容易进行
②比稳定
③氢氯酸的酸性比氢硫酸的酸性强
④常温下，氯气是气态而硫是固态
⑤能被氧化生成硫
⑥分子中氯显-1价
⑦的氧化性比稀的氧化性强
⑧与反应生成，与反应生成FeS
A．①②③④⑤⑥ B．①④⑤⑥⑦ C．①②⑤⑥⑧ D．③④⑤⑦⑧
5．下列化学用语或图示表达正确的是
A．氯化氢的电子式： B．反—2—丁烯的球棍模型：
C．的空间填充模型： D．基态氮原子的轨道表示式：
6．元素X的各级电离能数据如下：
578 1817 2745 11578 14831 18378
则元素X的常见化合价是A．+1 B．+2 C．+3 D．+6
7．下列表述中，正确的是
A．最外层只有一个电子的元素，不一定是族元素
B．原子的价电子排布为的元素一定是副族元素
C．已知非金属性：，则酸性：
D．在周期表里，元素所在的族序数等于原子最外层电子数
8．三甲基镓[]是应用最广泛的一种金属有机化合物，可通过如下反应制备：。下列说法错误的是
A．Al原子的核外电子有7种空间运动状态 B．原子的中子数为14
C．的核外三个电子能层均充满电子 D．Ga位于周期表中第四周期ⅢA族
9．下列有关化学用语表达正确的是
A．四氯化碳的球棍模型：
B．次氯酸的电子式：
C．质子数为35、中子数为45的溴原子：Br
D．S2-的结构示意图：
10．关于元素周期表的说法正确的是
A．每一族元素的族序数都等于其最外层电子数
B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2
C．第IA族的元素全部是金属元素
D．短周期是指第一、二、三周期
11．下列表示正确的是
A．中子数为176的某核素： B．基态锌原子的价层电子排布式：
C．的结构示意图： D．基态氮原子的轨道表示式：
12．化学推动着社会的进步和科技的发展．下列说法错误的是
A．过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
B．漂白粉既可作漂白纸张的漂白剂，又可作游泳池的消毒剂
C．由生铁铸造的下水井盖的硬度大、抗压，含碳量比钢低
D．利用某些放射性同位素释放的射线可以有种、给金属探伤、诊断和治疗疾病
二、非选择题（共10题）
13．按要求填空：
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_______。
(2)基态Ti原子的核外电子排布式为_______。
14．(1)基态Fe原子有___________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为___________。
(2)3d轨道半充满和全充满的元素分别为___________和___________。
(3)某元素最高化合价为＋5，原子最外层电子数为2，半径是同族中最小的，其核外电子排布式为___________ ，价电子构型为___________ 。
15．在下列空格中，填上适当的元素符号。
(1)在第3周期中，第一电离能最小的元素是_______，第一电离能最大的元素是_______。
(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是_______，电负性最小的元素是_______。
(3)在第4周期元素中，原子的4p轨道半充满的是_______，3d轨道半充满的_______，4s轨道半充满的是_______，外围电子中s电子数与d电子数相同的是_______。
16．回答下列问题：
(1)在下列物质中，可以导电的是_______(填序号，下同)，是电解质的有_______。
①氯化钠晶体②熔融的氢氧化钠③Cu④酒精⑤Na2SO4溶液⑥液氨⑦稀盐酸⑧BaSO4晶体
(2)某气体在标准状况下的密度为1.25g/L，则14g该气体所含有的物质的量为_______。
(3)从400mL2.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液中取出10mL，将这10mL溶液用水稀释到100mL，所得溶液中的物质的量浓度为_______mol·L-1。
(4)已知Mm+与Nn-具有相同的电子层结构(核外电子排布相同)，若N的核电荷数为a，M的质量数为A，则M的中子数为_______。
17．现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，已知B元素是地壳中含量最高的元素；A和C的价电子数相同，B和D的价电子数也相同，且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的；C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E原子的p轨道上电子比D原子的p轨道上电子多1个；六种元素的基态原子中，F原子的电子层数最多且和A处于同一主族。
回答下列问题：
(1)用电子式表示C和E形成化合物的过程：______。
(2)写出基态F原子的核外电子排布式：______。
(3)A2D的电子式为______，其分子中______(填“含”或“不含”，下同)键，______π键。
(4)A、B、C共同形成的化合物中化学键的类型有______。
18．已知一个12C原子的质量为1.993×10-23 g。填表：(保留三位小数)
35Cl 37Cl
原子质量(×10-23 g) 5.807 6.139
相对原子质量 ①________ ②________
原子百分率(丰度) 74.82% 25.18%
元素的相对原子质量 ③________
19．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：
Ⅰ．探究同周期元素性质的递变规律
(1)相同条件下，将钠、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的稀盐酸中，试预测实验结果：___________与稀盐酸反应最剧烈；___________与稀盐酸反应产生的气体最多。
(2)向Na2SiO3溶液中加入稀H2SO4出现白色沉淀，可证明S的非金属性比Si强，反应的离子方程式为___________。
Ⅱ．探究同主族元素非金属性的递变规律
某研究性学习小组设计了一组实验来探究ⅦA族元素原子的得电子能力强弱规律。图中A、B、C是三个可供选择制取氯气的装置，装置D的玻璃管中①、②处依次放置蘸有NaBr溶液、NaOH浓溶液的棉球。
(3)写出装置B中仪器a的名称___________。
(4)实验室制取氯气还可采用如下原理：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，依据该反应原理选择___________(填“A”或“B”或“C”)装置制取氯气。
(5)反应装置的导气管连接装置D的X导管，①处发生反应的离子方程式为：___________。②处发生反应的离子方程式为：___________。
20．实验室模拟水合肼(N2H4·H2O)化学还原硫酸四氨合铜{[Cu(NH3)4]SO4}制备纳米铜粉的主要步骤如下：
(1)水合肼的实验室制备
N2H4H2O有淡氨味，有弱碱性和强还原性，能与铜离子形成络合物。可由NaClO碱性溶液与尿素[CONH2)2]水溶液在一定条件 下反应制得，装置如题图所示。
①恒压漏斗中的装的溶液是_______。
②三颈烧瓶中反应的离子方程式为_______。
(2)纳米铜粉的制备
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。
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，铜产率、水合肼的还原能力随pH值的变化如图所示，由图可知，随着溶液的pH增大，铜产率先增加后减小，结合信息分析其原因_______。
(3)胆矾是制备硫酸四氨合铜的重要原材料，请补充以废铜屑[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、 CuCO3、 Cu(OH)2]为原料制备胆矾的实验方案： _______，低温干燥，得到CuSO4·5H2O。[实验须使用的试剂： CaCl2溶液、饱和Na2CO3溶液、稀硫酸、H2O2]
21．为探究Na、Mg，Al的金属性强弱，某课外小组同学进行了如下实验：
实验 1．将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中。
2．将一小段用砂纸打磨后的镁带放入试管中，加入少量水，加热至水沸腾，冷却后，向试管中滴加酚酞溶液。
3．将一小段镁带投入稀盐酸中。
4．将一小片铝投入稀盐酸中。
他们记录的实验现象有：
实验现象 a剧烈反应，迅速生成大量的气体。
b浮在水面上，熔成小球，不断游动，小球渐小最终消失，溶液变红。
c反应不剧烈，产生无色气体。
d有气体产生，溶液变成红色。
请帮助该小组同学补充下列实验报告中的内容：
(1)实验1对应的实验现象为_______(选填a、b、c、d中一种，下同)；实验3对应的实验现象为_______。
(2)钠与水反应的离子方程式_______。
(3)实验结论是_______。
(4)用原子结构理论对上述实验结论进行解释：同周期元素从左至右，原子的电子层数相同，核电荷数逐渐增多，_______。
22．现有六种元素A、B、C、D、E、F，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素基态原子p轨道有两个未成对电子
D元素原子的第一至第四电离能分别是：；；；
E原子核外所有p轨道全满或半满
F在周期表的第8纵列
(1)某同学根据上述信息，推断A基态原子的轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了_______。
(2)B元素的电负性_______(填“大于”“小于”或“等于”)C元素的电负性。
(3)C与D形成的化合物所含有的化学键类型为_______。
(4)E基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有_______个伸展方向。
(5)下列关于F原子的价电子轨道表示式正确的是_______。
a. b.
c. d.
(6)基态核外电子排布式为_______。过量单质F与B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液完全反应，生成BC气体，该反应的离子方程式为_______。
参考答案：
1．A
A. L电子层只包含s、p能级，不包含d能级，故A正确；
B. 核外电子的运动无固定轨迹，故B错误；
C.n=1时，只有1个1s原子轨道，故C错误；
D.n=3时，有3s、3p、3d能级，共9个原子轨道，故D错误；
选A。
2．A
A．79号元素Au为第六周期第IB的元素，A错误；
B．79号元素Au为第六周期第IB的元素，属于过渡元素，是金属元素，B正确；
C．Au原子序数为79，由于原子序数等于原子核内质子数，所以Au的质子数为79，C正确；
D．将金属Au制成纳米级颗粒大小，可增大其表面积，因此使得纳米金的吸附能力大大增强，D正确；
故答案是A。
3．B
A. Na原子核外有11个电子，Na+ 核外有10个电子，二者核外电子数不相同，故A不选；
B. Na和Na+ 两种粒子中，核内质子数均为11，故B选；
C. Na原子的最外层有1个电子，Na+ 的最外层有8个电子，二者的最外层电子数不相同，故C不选；
D. Na原子有3个电子层，Na+ 有2个电子层，二者核外电子层数不相同，故D不选；
答案选B。
4．C
①氯气与氢气化合比硫与氢气化合要容易进行，说明氯的非金属性较强，故①正确；
②比稳定，说明非金属性：Cl＞S，故②正确；
③比较非金属性强弱，应用最高价氧化物对应的水化物的酸性，而不能用氢化物的酸性比较，故③错误；
④常温下，氯气是气态而硫是固态，属于物理性质，不能用于比较化学性质，故④错误；
⑤元素的非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，能被氧化生成硫，可说明氯的非金属性比硫强，故⑤正确；
⑥分子中氯显-1价，说明元素易得到电子，非金属性较强，故⑥正确；
⑦的氧化性比稀的氧化性强，不能说明氯与硫的非金属性强弱，不是最高价氧化物对应的水化物，故⑦错误；
⑧与反应生成，与反应生成，说明氯气的氧化性较强，则氯元素的非金属性较强，故⑧正确；
答案选C。
5．B
A．氯化氢是共价化合物，电子式为，故A错误；
B．反—2—丁烯中甲基位于碳碳双键平面的两侧，球棍模型为，故B正确；
C．二氧化碳的空间构型为直线形，空间填充模型为，故C错误；
D．氮元素的电子排布式为1s22s22p3，轨道表示式为，故D错误；
故选B。
6．C
由电离能可知，I4突然大幅度增大，说明X最外层有3个电子，可失去3个电子，最高化合价为+3价，故选C。
7．A
A．最外层只有一个电子的元素，不一定是第IA族元素，比如价层电子排布式为3d54s1的是Cr，是第ⅥB族元素，故A正确；
B．价电子排布为的原子为VIII族元素，不是副族元素，故B错误；
C．F无最高正价，无含氧酸，故C错误；
D．周期表里，主族元素所在的族序数等于原子的核外最外层电子数，其余元素不一定，故D错误；
故选A。
8．C
A．铝原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p1，有1+1+3+1+1=7个原子轨道，则核外电子有7种空间运动状态，故A正确；
B．27Al原子的质量数为27，质子数为13，则中子数=质量数-质子数=27-13=14，故B正确；
C．Cl-核外各层所含电子数分别为2、8、8，M层最多容纳18个电子，则M层没有充满电子，故C错误；
D．Ga是31号元素，核外有四个电子层，最外层有三个电子，则位于周期表的第四周期ⅢA族，故D正确；
故选：C。
9．C
A．四氯化碳分子中，Cl原子的半径大于C原子，其球棍模型为，A错误；
B．次氯酸分子中O为中心原子，其电子式为：，B错误；
C．质量数=质子数+中子数，因此质子数为35、中子数为45的溴原子可表示为：Br，C正确；
D．S原子核外有16个电子，得到2个电子得到S2-，S2-的离子结构示意图为：，D错误；
答案选C。
10．D
A．元素周期表中，主族元素的族序数=最外层电子数，副族、0族等没有此规律，A错误；
B．氦原子及一些过渡元素原子最外层电子排布也为ns2，B错误；
C．H元素为第IA族元素，为非金属元素，C错误；
D．短周期不含有过渡元素，包括第一、二、三周期，D正确；
综上所述答案为D。
11．B
A．中子数为176的某核素：，故A错误；
B．基态锌原子是30号元素，价层电子排布式：，故B正确；
C．是在26个电子的基础上失去3个电子，应该还有23个电子，故C错误；
D．基态氮原子的轨道表示式：，违背了洪特规则，故D错误；
故选B。
12．C
A．过氧化钠与人呼出的二氧化碳或水蒸气反应均生成氧气，过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，故A正确；
B．漂白粉的有效成分是次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，能使蛋白质变性而杀菌消毒；同时漂白粉在空气中会和二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以漂白粉既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂，故B正确；
C．生铁中的含碳量为2%~4.3%，钢中的含碳量为0.03%~2%，生铁含碳量高，生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料，故C错误；
D．放射性同位素可以用于透视和放疗，因此可以给金属探伤、诊断和治疗疾病，故D正确；
答案选C。
13．(1)4∶5
(2)
【解析】（1）
基态的价电子排布式为，价电子轨道表示式为，未成对电子数为4；基态的价电子排布式为，价电子轨道表示式为，未成对电子数为5，故基态与中未成对的电子数之比为4∶5。
（2）
Ti是22号元素，所以基态Ti原子的核外电子排布式为。
14． 4 1s22s22p63s23p63d5(或 【Ar】3d5) Cr、Mn Cu、Zn 1s22s22p63s23p63d34s2 3d34s2
(1)基态铁原子有26个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，3d轨道有4个为成对电子；Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，故答案为：4；1s22s22p63s23p63d5(或【Ar】3d5)；
(2)3d轨道半充满的元素有价电子排布式为3d54s1和3d54s2的元素，或3d104s1和3d104s2,是Cr和Mn或Cu和Zn；故答案为：Cr；Mn；Cu、Zn；
(3)某元素最高化合价为＋5，则价电子数为5，原子最外层电子数为2，则最外层电子数为2，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2；价电子构型为3d34s2；故答案为：1s22s22p63s23p63d34s2；3d34s2。
15．(1) Na Ar
(2) F Fr
(3) As Cr、Mn K、Cr、Cu Ti
（1）同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但是第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族，第ⅤA族大于第ⅥA族，同一周期，稀有气体的第一电离能最大；故在第三周期中，第一电离能最小的是Na，第一电离能最大的是Ar；
（2）除了稀有气体以外，同周期元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同主族元素的电负性随着原子序数的增大而减小，故在元素周期表中，电负性最大的是F，电负性最小的是Fr；
（3）在第四周期元素中，原子的4p轨道半充满的原子外围电子排布式为：，为As元素；原子的3d轨道半充满的原子外围电子排布式为：、，为Cr、Mn；原子的4s轨道半充满的原子外围电子排布式为：、、，为K、Cr、Cu的元素；外围电子数中s电子数与d电子数相同的原子外围电子式为：，为Ti元素。故答案为：Cr、Mn；K、Cr、Cu；Ti。
16．(1) ②③⑤⑦ ①②⑧
(2)0.5mol
(3)0.6
(4)A-(a+m+n)
（1）存在自由移动的电子或离子的物质能导电，则可以导电的是②③⑤⑦；水溶液中或熔融状态下导电的化合物为电解质，是电解质的有：①②⑧；
（2）某气体在标准状况下的密度为1.25g/L，气体摩尔质量M=22.4L/mol×1.25g/L=28g/mol，则14g该气体的物质的量为=0.5mol；
（3）10mL2.0mol L-1的Al2（SO4）3溶液中溶质的物质的量=0.010L×2.0mol/L=0.02mol，硫酸根离子物质的量n=0.02mol×3=0.06mol，用水稀释到100mL，所得溶液中的物质的量浓度=0.6mol/L；
（4）Mm+与Nn-具有相同的电子层结构，若N的核电荷数为a，则核外电子数=a+n，Mm+的核外电子数=a+n，M的质子数=a+n+m，质量数=质子数+中子数，则M的中子数=A-（a+m+n）。
17． 1s22s22p63s23p64s1 含 不含 离子键、极性共价键
现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，已知B元素是地壳中含量最高的元素，则B是O元素；A和C的价电子数相同，B和D的价电子数也相同，且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的；则A是H，C是Na，D是S；C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E原子的p轨道上电子比D原子的p轨道上电子多1个，则E是Cl元素；六种元素的基态原子中，F原子的电子层数最多且和A处于同一主族，则F是K元素；然后根据元素周期律及元素、化合物的性质分析解答。
根据上述分析可知：A是H，B是O，C是Na，D是S，E是Cl，F是K元素。
(1)C是Na，E是Cl，二者形成的化合物NaCl是离子化合物，用电子式表示其形成过程为：；
(2)F是K元素，根据构造原理，可知基态K原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p64s1；
(3)A是H，D是S，S原子最外层有6个电子，与2个H原子的电子形成2个共价键，使分子中每个原子都达到稳定结构，其电子式为：；H2S结构式为：H-S-H，在分子，S、H原子形成的是共价单键，共价单键属于σ键，而不含π键；
(4)A是H，B是O，C是Na，这三种元素形成的化合物是NaOH，为离子化合物，Na+与OH-之间以离子键结合，在阳离子OH-中H、O原子之间以共价键结合，因此NaOH中含有离子键和极性共价键。
18． 34.964 36.963 35.467
计算35Cl和37Cl两种原子的相对原子质量时，可利用相对原子质量的定义进行求解；计算元素的相对原子质量时，利用公式：“元素的相对原子质量=各种能稳定存在的核素的相对原子质量与其丰度的乘积之和”进行计算。
①M(35Cl)== 34.964；
②M(37Cl)== 36.963；
③M(Cl)= 34.964×74.82%+36.963×25.18%=35.467。
答案为：34.964；36.963；35.467。
19． 钠 铝 +2H+=H2SiO3↓ 分液漏斗 A C12+2Br﹣=2Cl﹣+Br2 Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O
I．(1)金属性Na＞Mg＞Al，金属越活泼，与酸反应越剧烈，均1mol时Al失去电子最多； (2)向Na2SiO3溶液中加入稀H2SO4出现白色沉淀生成硅酸，利用强酸制弱酸；
Ⅱ．实验室制备氯气可用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应，也可用高锰酸钾与浓盐酸反应制备，反应较为剧烈，无需加热即可进行，氯气具有强氧化性，能与NaBr溶液发生置换反应生成单质Br2，氯气有毒，用碱吸收，在碱性溶液中自身发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
I．(1)金属活泼性顺序为：钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钠；生成1mol氢气需要得到2mol电子，1mol钠失去1mol电子，1mol镁失去2mol电子，而1mol铝失去3mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝，故答案为：钠；铝；
(2) 利用强酸制弱酸，向Na2SiO3溶液中加入稀H2SO4出现白色沉淀生成硅酸，离子方程式为：+2H+=H2SiO3↓；故答案为：+2H+=H2SiO3↓；
Ⅱ．(3)装置B中仪器a的名称为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
(4)高锰酸钾与浓盐酸反应较为剧烈，无需加热即可进行，是固体和液体不加热制备气体装置，选择A，故答案为：A；
(5)①氯气与NaBr溶液反应生成Br2，反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，故答案为：C12+2Br-=2Cl-+Br2；
②氯气在碱性溶液中自身发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
20．(1) NaClO溶液 ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4+H2O+CO
(2) 3d9或1s22s22p63s23p63d9 pH较小时，水合肼还原[Cu(NH3)4]2+生成Cu，Cu产率增大；pH值较大时，水合肼与铜离子形成配合物，Cu产率下降
(3)向废铜屑中加入饱和碳酸钠溶液浸泡，然后过滤，得到的滤渣中加入稀硫酸、双氧水进行浸泡，滤渣完全溶解后得到CuSO4溶液，将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
（1）①根据资料信息知，水合肼有还原性，NaClO溶液有氧化性，如果NaClO溶液过量，能氧化生成的水合肼，所以恒压漏斗中的装的溶液是NaClO溶液，故答案为：NaClO溶液；
②NaClO碱性溶液与尿素[CO(NH2)2]水溶液在一定条件下反应制得水合肼，同时生成NaCl和碳酸钠，离子方程式为ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4+H2O+CO，故答案为：ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4+H2O+CO。
（2）①[Cu(NH3)4]2+中铜离子是基态Cu原子失去4s能级上的1电子、3d能级上的1个电子得到的，基态Cu2+核外电子排布式为3d9或1s22s22p63s23p63d9，故答案为：3d9或1s22s22p63s23p63d9；
②水合肼与铜离子能形成配合物，pH较小时，水合肼体现还原性，还原[Cu(NH3)4]2+生成Cu，Cu产率增大；pH值较大时，水合肼与铜离子形成配合物，导致Cu产率下降，故答案为：pH较小时，水合肼还原[Cu(NH3)4]2+生成Cu，Cu产率增大；pH值较大时，水合肼与铜离子形成配合物，Cu产率下降。
（3）以废铜屑[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、 CuCO3、 Cu(OH)2]为原料制备胆矾，油污在碱性条件下水解生成高级脂肪酸钠和甘油，饱和碳酸钠溶液呈碱性，所以能除去油污，其它含Cu物质不溶于饱和碳酸钠溶液，过滤后，向滤渣中加入稀硫酸、H2O2，Cu、CuO、CuCO3、Cu(OH)2都溶于稀硫酸得到CuSO4溶液，固体完全溶解后，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CuSO4·5H2O，故答案为：向废铜屑中加入饱和碳酸钠溶液浸泡，然后过滤，得到的滤渣中加入稀硫酸、双氧水进行浸泡，滤渣完全溶解后得到CuSO4溶液，将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CuSO4·5H2O。
21．(1) b a
(2)
(3)Na>Mg>Al
(4)原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱
金属与水、酸反应越剧烈，说明金属活泼性越强，结合实验和实验现象可知，实验1对应的现象为b，实验2对应的现象为d，实验3对应的现象是a，实验4对应的实验现象是c，根据实验现象可知金属性：Na>Mg>Al。
（1）实验1：将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中；由于钠的金属性很活泼，钠与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，溶液呈碱性，使酚酞变红，钠的密度比水小，且熔点低，则其实验现象为：浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色，故选b；实验3：将一小段镁带投入稀盐酸中，镁与盐酸剧烈反应，迅速生成大量的气体，故选a，故答案为：b；a；
（2）钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为，故答案为：；
（3）Na与冷水剧烈反应，Mg与沸水反应，而Al与盐酸反应不如Mg与盐酸反应剧烈，从而可知金属性：Na>Mg>Al，故答案为：Na>Mg>Al；
（4）同周期元素从左至右，原子的电子层数相同，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小，原子核对核外电子的吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱，故答案为：原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱。
22．(1)洪特规则
(2)小于
(3)离子键
(4)3
(5)c
(6) 或
根据题目所给信息，A是C元素，C元素能形成大量有机物，碳单质之一金刚石常用作工业切割工具；B是N元素，N元素基态原子电子排布式是1s22s22p3，p轨道3个电子，s轨道一共4个电子；C是O元素，O元素基态原子电子排布式是1s22s22p4，p轨道上2个电子成对，2个电子各自未成对；D元素是Mg元素，其原子的第二电离能与第三电离能差异很大，说明该原子易失去两个电子，说明最外层有两个电子；E是P元素，P元素基态原子电子排布式是1s22s22p63s23p3，3p轨道半满，其余原子轨道均是全满；元素周期表中第四周期第8列元素是Fe元素，所以F是Fe元素；
（1）
根据分析，可知A为C元素，其基态原子的轨道表示式应为，该同学所画的轨道表示式违背了“洪特规则”；
（2）
根据分析，B是N元素，C是O元素，N元素的电负性“小于”O元素的；
（3）
根据分析，两元素形成的化合物是MgO是典型的离子化合物，所含化学键是“离子键”；
（4）
根据分析，E为P元素，其原子中能量最高的电子在3p轨道上，p能级三个轨道在空间中有“3”个伸展方向；
（5）
F是Fe元素，该元素基态原子价电子排布式为3d64s2，根据泡利原理和洪特规则，所以其价电子轨道表示式应选填“c”；
（6）
Fe原子基态电子排布式是，失去3个电子形成Fe3+，所以Fe3+的电子排布式是“”；过量单质铁与稀硝酸反应，Fe
先被氧化为Fe3+，过量的Fe再在溶液中将Fe3+还原为Fe2+，所以总反应的离子方程式是“”。
