4.2 元素周期律 同步练习题
一、选择题
1.前20号元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且处于四个不同的周期和四个不同的主族。A为Y元素组成的单质;甲、乙、丙、丁、戊为上述四种元素中的两种或三种元素组成的化合物;常温下乙为液体。下列说法正确的是
A.简单离子半径:Z>Y
B.反应①为氧化还原反应
C.反应②为工业上制备漂白粉的反应原理
D.Z位于第三周期ⅡA族
2.物质性质随着中心原子的原子序数(Z)增大而递变,其中物质性质(Y)递变趋势符合图像变化规律的是
A.原子半径:Be、Mg、Ca B.熔、沸点:Cl2、Br2、I2
C.碱性:NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3 D.酸性:HF、HCl、HBr
3.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,最外层电子数之和为15,X是地壳中含量最多的元素,Y是一种碱金属,W与X位于同一主族。下列说法中正确的是
A.W元素位于第二周期ⅥA族 B.X与Y只能形成一种化合物
C.常温下,Z单质能与水发生剧烈反应 D.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
4.下列关于氟、氯、溴、碘四种元素的性质比较,正确的是
A.单质密度依次增大,颜色逐渐变浅
B.氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
C.Cl2可以从KI溶液中置换出I2
D.它们位于第VIIA族,最高正价均为+7价
5.W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素,原子序数依次增大且小于20,四种元素形成的化合物在农业上常用作肥料,结构如图。下列说法正确的是
A.简单离子半径:Z>Y
B.X、Y分别与W形成的简单化合物的沸点:X>Y
C.X与其它三种元素均只能形成两种化合物
D.X与Z形成的化合物溶于水,可使紫色石蕊试液变红
6.元素X、Y、Z位于相同短周期,它们的最高及最低化合价如表所示,下列判断错误的是
元素 X Y Z
最高化合价 +7 +6 +5
最低化合价 -1 -2 -3
A.原子半径:X<Y<Z
B.离子半径:X-<Y2-<Z3-
C.稳定性:HX<H2Y<ZH3
D.酸性由强到弱:HXO4>H2YO4>H3ZO4
7.短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大,X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Y是短周期中金属性最强的元素,Z与X位于同一主族。下列叙述正确的是
A.原子半径:
B.X的简单气态氢化物的热稳定性比Z弱
C.X、Y、Z三种元素只能形成一种化合物
D.Y形成的最高价氧化物的水化物是弱碱
8.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知X的最外层电子数是其电子层数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Y原子的最外层电子数是W原子最外层电子数的2倍,Z原子最外层只有一个电子。下列说法正确的是
A.气态氢化物的稳定性:X
9.在生产生活中,卤族元素(F、Cl、Br、I)的单质及化合物用途广泛。
(1)氯元素在周期表中的位置为 。
(2)下列说法中正确的是_______
A.XeF2 分子中各原子最外层均满足 8e-结构
B.食用碘盐中添加了 KIO3
C.氟元素的非金属性强于氯元素,故氢氟酸的酸性强于盐酸
D.还原性:Br->I-
(3)已知:ICl(氯化碘)是红棕色液体,易水解。ICl 的水解反应方程式是 。
(4)工业氢溴酸常带有淡淡的黄色,可能的原因是:①含 Fe3+,②含 Br2,③含 Fe3+和 Br2,只用下列一种试剂就能分析产生淡黄色的原因,该试剂是 _______(填写字母)。
A.KMnO4 溶液 B.KSCN 溶液 C.淀粉 KI 溶液 D.CCl4
10.下表列出了①-⑨九种元素在元素周期表中的位置:
请按要求回答下列问题:
(1)元素⑤的原子结构示意图是 。
(2)⑤、⑥、⑨三种元素原子半径由大到小的顺序是 (填元素符号);这三种元素最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是 (填化学式)。
(3)③、④元素的简单氢化物的稳定性较弱的是 (填化学式)。
(4)写出一种含②元素的10电子化合物 (填化学式)。
(5)写出元素⑨的单质与水反应的化学方程式 。
(6)写出元素⑦的最高价氧化物跟盐酸反应的离子方程式 。
11.下表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑩号元素,填写下列空白(涉及表中元素一律用对应化学符号表示):
主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0族
2 ① ② ③ ④ ⑤
3 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)写出与⑩号元素同族的下一周期元素的的原子结构示意图 。
(2)1946年教授利比因用元素②的一种核素的衰变来判断史前文物的绝对年代而获得1960年诺贝尔化学奖。该核素核内有8个中子,请写出该核素符号: 。
(3)②和④最简单氢化物的稳定性由小到大顺序排列为 。
(4)写出元素⑤和⑥形成的化合物的电子式 。
(5)写出⑩号元素形成的最高价氧化物的水化物的化学式 。
(6)③、④、⑧三种元素按原子半径由小到大的顺序排列为 。
(7)⑥号元素所形成的碱溶液与⑦号元素的单质反应的化学方程式是 。
12.回答下列问题:
(1)利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律:仪器A的名称为 ,装置D的作用 。
(2)若要证明非金属性:Cl>I,则A中加浓盐酸,B中加KMnO4,C中加淀粉碘化钾混合溶液,观察到C中溶液 的现象,即可证明。从环境保护的观点考虑,此装置缺少尾气处理装置,可用 溶液吸收尾气。
(3)若要证明非金属性:C>Si,则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加 溶液,观察到C中溶液 的现象,即可证明。
(4)但有的同学认为盐酸具有挥发性,可进入C中干扰实验,应在两装置间添加装有 溶液的洗气瓶。
【参考答案】
一、选择题
1.C
【分析】前20号元素、、、的原子序数依次增大,且处于四个不同的周期和四个不同的主族,则为、为Ca元素,、分别位于第二、第三周期。常温下乙为液体,应为,则为,只能为、、、中的一种,为元素组成的单质,且可以和丙反应生成三种物质,则为,为,甲为,丙为,丁、戊为、中的一种。
解析:A.和的核外电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径:,故A错误;
B.反应①为与的反应生成氢氧化钙,不存在化合价变化,不属于氧化还原反应,故B错误;
C.反应②为与的反应,该反应是工业上制备漂白粉的反应原理,故C正确;
D.为Ca元素,位于第四周期ⅡA族,故D错误;
选C。
2.C
解析:A.同主族元素从上到下原子半径增大,则原子半径:Be
D.HF是弱酸,HCl是强酸,与图不符,D错误;
故选:C。
3.D
【分析】X是地壳中含量最多的元素,则X为O,Y是一种碱金属,且X、Y、Z、W的原子序数依次增大,则Y是Na,W与X位于同一主族,则W为S,X、Y、Z、W的最外层电子数之和为15,则Z为Mg。
解析:A.W元素是S,位于第三周期ⅥA族,A项错误;
B.X与Y能形成的化合物有Na2O和Na2O2两种,B项错误;
C.Z是Mg,镁与冷水缓慢反应,与热水快速反应,产物为氢氧化镁和氢气,C项错误;
D.非金属性越强,对应的简单气态氢化物越稳定,非金属性:O>S,则X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强,D项正确;
答案选D。
4.C
解析:A.单质密度依次增大,颜色逐渐变深,A错误;
B.氢化物的稳定性与其元素的非金属性有关,非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,则氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱,B错误;
C.非金属性越强,其单质的氧化性越强,所以氧化性:Cl2>I2,即Cl2可以从KI溶液中置换出I2,C正确;
D.它们位于第VIIA族,F无正价,所以除F以外,其元素最高正价均为+7价,D错误;
故选C。
5.B
【分析】W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素,原子序数依次增大且小于20,结合元素形成的化合物中化学键数目可知:W为H元素;X、Y、Z分别位于第二、第三、第四周期,Z化合价为+1价,则Z为K元素;X可形成2个共价键,则X为O元素,Y为第三周期元素,可形成5个共价键,则Y为P元素,化合物M为KH2PO4,据此分析解答。
解析:根据上述分析可知:W、X、Y、Z分别为H、O、P、K元素
A.钾离子与磷离子电子层相同,核电荷数小的其简单离子半径大,所以离子半径:P3->K+,A错误;
B.X、Y分别与W形成的简单化合物分别为H2O、PH3,它们都属于分子晶体,分子之间存在分子间作用力,水分子之间存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,导致物质的熔沸点升高,故物质的沸点:H2O>PH3,B正确;
C.钾元素较活泼,与氧元素可形成氧化钾、过氧化钾或超氧化钾等超过两种氧化物,C错误;
D.钾元素与氧元素形成的化合物可以为氧化钾,也可以是过氧化钾,氧化钾溶于水显碱性,使紫色石蕊溶液变蓝,过氧化钾溶于水形成的氢氧化钾也显碱性,但本身具有漂白性,所以可使紫色石蕊溶液先变蓝后褪色,两者均不会使石蕊溶液变红,D错误;
故选B。
6.C
【分析】元素X、Y、Z位于相同短周期,X有-1、+7价,X为Cl,X、Y、Z位于相同短周期,Y的最高价为+6价,Y为S;Z的最高价为+5价,Z为P。
解析:A.同周期从左向右原子半径逐渐减小,因此原子半径:P>S>Cl,即Z>Y>X,故A正确;
B. X-、Y2-、Z3-的电子层数相同,原子序数越大,离子半径越小,则离子半径X-<Y2-<Z3-,故B正确;
C.非金属性越强,对应简单氢化物越稳定,非金属性:Cl>S>P,则稳定性:HX>H2Y>ZH3,故C错误;
D.非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,非金属性:Cl>S>P,则酸性由强到弱:HXO4>H2YO4>H3ZO4,故D正确;
答案选C。
7.A
【分析】X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,则元素X为O;Y是短周期中金属性最强的元素,则元素Y为Na;Z与X位于同一主族,则元素Z为S;
解析:A.根据同周期从左到右主族元素的原子半径逐渐减小,同主族从上到下元素的原子半径逐渐增大,则原子半径,A正确;
B.O、S处于同主族,同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱,简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱,则X(O)的简单气态氢化物的热稳定性比Z(S)强,B错误;
C.O、S、Na形成Na2SO4、Na2SO3,C错误;
D.Y(Na)形成的最高价氧化物的水化物是NaOH,NaOH是强碱,D错误;
故选A。
8.A
【分析】Y是地壳中含量最高的元素,应为O元素,X的最外层电子数是其电子层数的2倍,且原子序数比Y小,应为C元素,Y原子的最外层电子数是W原子最外层电子数的2倍,则W的最外层电子数为3,应为Al;Z原子最外层只有一个电子,且原子序数比W小,比Y大,应为Na元素;
解析:A.非金属性O>C,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定, A正确;
B.金属性Na>Al,元素的金属性越强,对应的最高价氧化物对于水化物的碱性越强, B错误;
C.一般来说原子核外电子层数越多,原子半径越大,原子半径Na>C,C错误;
D.Y与Z形成的化合物有Na2O和Na2O2,都为离子化合物,D错误;
答案选A。
二、非选择题
9.(1)第三周期第ⅦA 族
(2)B
(3)ICl+H2O=HCl+HIO
(4)D
解析:(1)氯原子序数为17,氯元素在周期表中的位置为第三周期第ⅦA 族。
(2)A. Xe原子最外层为8电子,XeF2的结构式为F-Xe-F ,则XeF2 分子中只有原子最外层均满足 8e-结构、Xe原子最外层为10电子,A错误;
B. 食用碘盐中添加的是 KIO3,B正确;
C.氢氟酸是弱酸、盐酸是强酸,氢氟酸的酸性弱于盐酸,C错误;
D.非金属性越强,对应阴离子的还原性越弱,则还原性:Br->I-,D错误;
选B。
(3)已知ICl易水解,I呈+1价、Cl呈-1价,则水解时ICl与H2O反应生成HCl与HIO。ICl 的水解反应方程式是ICl+H2O=HCl+HIO。
(4)A.Fe3+和 Br2均不与KMnO4 溶液反应,A不符合;
B. KSCN 溶液与铁离子反应生成血红色,观察溶液是否变红能确定是否含铁离子、但不能确定是否有溴单质,B不符合;
C.Fe3+和 Br2均能和KI反应生成碘单质,均能使淀粉 KI 溶液变蓝,C不符合;
D. CCl4能萃取溴单质、溴的四氯化碳溶液呈橙红色,上层为水层,铁离子的水溶液呈黄色,D符合;
选D。
10.(1)
(2) KOH
(3)NH3
(4)CH4
(5)
(6)
解析:根据元素在周期表中的位置,可知①是H元素;②是C元素;③是N元素;④是O元素;⑤是Na元素;⑥是Mg元素;⑦是Al元素;⑧是Cl元素;⑨是K元素。
(1)⑤是Na元素,Na原子核外有11个电子,原子结构示意图是;
(2)同周期元素从左到右,原子半径逐斩减小,同主族元素从上到下,原子半径逐斩增大,所以⑤、⑥、⑨三种元素原子半径由大到小的顺序是 。元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的硐性就越强,同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,所以金属性最强的是K,其最高价氧化物对应水化物的化学式为。
(3)元素的非金属性越弱,简单氢化物的稳定性越弱,的非金属性比弱,所以的稳定性比弱。
(4)②是C元素,C原子核外有6个电子,CH4分子中有10电子,10电子化合物是CH4;
(5)与水反应和与水反应相似,生成和,化学方程式为:。
(6)⑦是Al元素,最高价氧化物Al2O3跟盐酸反应生成氯化铝和水,反应的离子方程式是;
11.(1)
(2)
(3)CH4
(5)HClO4
(6)O
【分析】由题中表格可知①~⑩元素分别为Li、C、N、O、F、Na、Al、P、S、Cl。
解析:(1)⑩号元素是,同族的下一周期元素是Br,其原子结构示意图为;
(2)元素②是6号元素,则质子数为6,核内有8个中子,故其质量数=质子数+中子数=6+8=14,该核素符号为;
(3)②和④分别是C和O,最简单氢化物分别为CH4和H2O,非金属性越强,对应氢化物越稳定,故稳定性:CH4
(5)⑩号元素是,其形成的最高价氧化物的水化物的化学式为HClO4;
(6)③、④、⑧分别为N、O、P,根据同一周期的元素,从左到右原子序数逐渐增大,同一主族的元素,从上到下原子核外电子层数逐渐增大可知,原子半径:O
12.(1)分液漏斗 防止倒吸
(2) 变蓝 NaOH
(3) Na2SiO3 有白色沉淀生成
(4)饱和NaHCO3
解析: (2)浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,氯气能氧化碘离子生成碘,氯气有毒,不能直接排空,可以用碱液吸收氯气;
(3)元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸;盐酸具有挥发性导致生成的二氧化碳中含有HCl,HCl能和硅酸钠反应生成硅酸,要除去HCl,可以用饱和的碳酸氢钠溶液。
(1)仪器A为分液漏斗,装置D有缓冲作用,能防止倒吸;
(2)浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,氯气具有强氧化性、碘离子具有还原性,则氯气能氧化碘离子生成碘,离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2,碘单质遇淀粉变蓝;氯气有毒,不能直接排空,但是氯气能和NaOH反应生成无毒的钠盐,所以可以用NaOH溶液吸收多余的氯气;
(3)元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,要证明非金属性C>Si,稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成难溶性的硅酸,由此知碳酸酸性大于硅酸,所以非金属性C>Si,所以C中应该盛放Na2SiO3溶液;现象为C中生成硅酸白色沉淀;
(4)盐酸具有挥发性导致生成的二氧化碳中含有HCl,HCl能和硅酸钠反应生成硅酸,所以在将气体通入硅酸钠溶液之前除去HCl,可以用饱和的NaHCO3溶液,则可进入C中干扰实验,应在两装置间添加装有NaHCO3溶液的洗气瓶。