高一化学人教版必修二第一章 物质结构 元素周期律实验题推断题专项训练.docx
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高一化学人教版必修二第一章物质结构元素周期律实验题推断题专项训练
第一章物质结构元素周期律
实验题、推断题专项训练
一、实验题
1.比较硅、磷、硫、氯四种元素非金属性的强弱。
(1)写出它们最高价氧化物对应水化物的化学式(并说明酸性的强弱顺序)________________。
(2)写出它们气态氢化物的化学式(并说明稳定性的强弱顺序)____________。
(3)请总结同周期元素非金属性的变化规律__________________________,并用原子结构解释其原因________________________。
2.实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。
下面是某同学完成的探究实验报告的一部分:
实验名称:
卤素单质的氧化性强弱比较
实验药品:
溴化钠溶液、碘化钾溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸
实验设计如下,请回答:
(1)完成该实验需用到的实验仪器是________、________________________________。
(2)②中反应的化学方程式为__________________________________________________;
③中反应的离子方程式为___________________________________________________。
(3)四氯化碳在实验中所起的作用是____________________________________________。
(4)该同学的实验设计不足之处是______________________________________________
________________________________________________________________________,
改进的办法是_____________________________________________________________。
3.某课外活动小组研究金属钾的性质。
他们首先通过分析钾与钠的原子结构示意图及查阅有关资料,知道钾与钠属于同一类物质,在性质上有许多相似之处。
但在金属活动性顺序表中,钾排在钠的前面,钾在空气中燃烧的产物是超氧化钾(KO2)。
(1)预测钾的化学性质,完成下列反应的化学方程式:
①钾在氯气中燃烧____________________________;
②点燃钾剧烈燃烧_____________________________;
③将小块钾投入冷水中______________________________;
(2)推测钾在自然界中的存在方式是(填“游离态”或“化合态”)________。
(3)该小组研究钾的性质时用到的主要方法有____________________________________。
(4)他们研究金属钾性质的程序是__________________________________。
4.某同学在研究元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的:
研究________元素性质递变规律。
(2)实验用品:
实验试剂:
金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制硫化钠溶液、氯化铝溶液、氢氧化钠溶液、酚酞溶液等。
实验仪器:
①________、②________、③________、④________、试管夹、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片、砂纸、火柴等。
(3)实验内容(填写与实验步骤对应的实验现象的编号):
写出实验①和②中反应的化学方程式及此实验的结论:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
此实验的结论:
___________________________________________________________。
(4)请用原子结构的知识简单解释上述实验结论:
________________________________________________________________________。
5.某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。
甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图1装置来一次性完成同主族元素非金属性强弱比较的实验研究;
乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律,A、B、C三处分别是蘸有溴化钠溶液的棉花、湿润的淀粉碘化钾试纸、湿润的红色纸条。
已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气;
可选择的试剂有:
大理石、碳酸钠粉末、浓盐酸、稀硝酸、硅酸钠溶液。
(1)甲同学实验中(图1):
①从给出试剂中选出最佳物质(填化学式):
A________,B________。
②烧杯C中发生反应的离子方程式为__________________________。
(2)乙同学实验中(图2):
①写出A处反应的离子方程式________________________。
②B处实验现象是________________________。
③若高锰酸钾的还原产物为Mn2+,当有0.04mol高锰酸钾参加反应时,则可生成标准状况下的氯气的体积为______________________。
6.已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末,难溶于水。
为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,某化学实验小组设计了如下实验,请回答下列问题:
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是____________,烧瓶中发生的反应的化学方程式是______________________。
(2)画出虚线框内的实验装置图,所加试剂为____________,该装置的作用是__________________。
(3)装置B中盛放的试剂是____________(填序号),实验现象为____________________________,该反应的离子方程式是____________________________,该反应属于四种基本反应类型中的__________反应。
A.Na2S溶液B.Na2SO3溶液
C.Na2SO4溶液
(4)已知:
①硫酸比次氯酸稳定;②高氯酸的酸性比硫酸强;③S2-比Cl-易被氧化;④HCl比H2S稳定;⑤铜与盐酸不反应,但能与浓硫酸反应;⑥铁与氯气在加热条件下反应生成三氯化铁,铁与硫在加热条件下反应生成硫化亚铁;⑦硫原子与氯原子的电子层数相同,氯的原子半径小于硫原子。
能说明氯的非金属性比硫强的是________(填序号)。
A.全部B.②③④⑥⑦
C.①②④⑤⑥D.②③④⑤⑥⑦
(5)装置C中盛放烧碱溶液,目地是吸收反应后剩余的气体,防止污染空气,写出该装置中所发生反应的离子方程式:
________________________。
7.某化学兴趣小组的同学学习了同周期元素性质的递变规律后,设计了一套实验方案进行实验探究,并记录了有关实验现象,如下表。
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的:
__________________。
(2)实验仪器:
①________;②________;③________;④试管夹;⑤镊子;⑥小刀;⑦玻璃片;⑧砂纸;⑨胶头滴管等。
(3)实验药品:
钠、镁带、铝条、2mol·L-1盐酸、新制的氯水、硫化氢饱和溶液、氯化铝溶液、氢氧化钠溶液等。
(4)请你写出上述的实验操作对应的现象(用A~F表示):
①________;②________;③________;④________;⑤________;⑥________。
(4)写出实验操作②、⑥中有关反应的离子方程式:
实验②________________________,实验⑥______________________。
(5)实验结论:
__________________________。
8.某同学想通过实验探究硫和碳得电子能力的强弱,通过比较它们最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来验证,设计了如图实验。
(1)仪器a的名称是________,应盛放下列药品中的________(填字母)。
A.稀硫酸B.亚硫酸
C.氢硫酸D.盐酸
(2)仪器b的名称是________,应盛放下列药品中的________(填字母)。
A.碳酸钙B.硫酸钠
C.氯化钠D.碳酸钠
(3)仪器c中应盛放的试剂是________,如果看到的现象是____________________,证明b中反应产生了________,即可证明________比________酸性强,得电子能力________比________强,b中发生反应的离子方程式为______________________。
二、推断题
9.X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素,其中X、Z同主族,Y、Z同周期,M与X,Y既不同族,也不同周期。
X原子最外层电子数是核外电子层数的三倍,Y的最高化合价与其最低化合价的代数和等于6。
N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。
(1)请写出下列元素的元素符号:
X________,Y________,M________。
(2)请写出下列反应的离子方程式:
①N的氧化物与氢氧化钠溶液反应________________________。
②Y的单质与水反应______________________。
(3)Y与Z相比,非金属性较强的元素是________,可以证明该结论的实验是(用离子方程式表示)__________________________。
10.下表是元素周期表的一部分,用化学用语回答下列问题:
(1)请画出元素⑨阴离子的结构示意图:
________________________________。
(2)③⑤⑧的原子半径由小到大的顺序为________(填元素符号)。
(3)⑤和⑦的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为______>______(填化学式)。
(4)③⑤两种元素的原子按1∶1组成的常见化合物的电子式为__________。
(5)用电子式表示⑥和⑨形成的化合物的过程:
_______________________________
________________________________________________________________________。
11.A、B、C、D四种元素,它们原子的核电荷数均小于18,且依次递增。
A原子核内仅有1个质子,B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等,A原子与B原子的最外层电子数之和与C原子的最外层电子数相等,D原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍。
(1)请写出这四种元素元素名称:
A________;B________;C________;D________。
(2)A与C形成常见化合物的化学式是______,该化合物的水溶液呈______性。
(3)B与D形成的化合物能溶于水,且与水反应的化学方程式是__________________。
12.已知X、Y、Z都是短周期元素,它们的原子序数依次递增,X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍,Y和Z可以形成两种以上气态化合物。
(1)X是________(填名称,下同),Y是________,Z是________。
(2)由Y和Z组成,且Y和Z质量比为7∶20的化合物的化学式(分子式)是________。
(3)由X、Y、Z中的两种元素组成,且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是________和________。
(4)X、Y、Z可以形成一种盐,此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3,该盐的化学式是________。
答案解析
1.【答案】
(1)HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
(2)HCl>H2S>PH3>SiH4
(3)同周期元素非金属性随原子序数增大而增强 同周期元素(如硅、磷、硫、氯),随着原子序数的递增,原子的核电荷数增多,原子半径减小,原子核对最外层电子的吸引力增强,在反应过程中得到电子能力增强,元素的非金属性逐渐增强
【解析】硅、磷、硫、氯等非金属元素,其最高价氧化物对应水化物酸性越强,气态氢化物的稳定性越强,元素的非金属性越强。
2.【答案】
(1)试管、胶头滴管
(2)2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2 Cl2+2I-===2Cl-+I2
(3)萃取剂
(4)没能比较出溴和碘单质的氧化性强弱 将第③改为碘化钾溶液+溴水+1mL四氯化碳,振荡、静置,观察四氯化碳层的颜色
【解析】
(1)该实验为试管实验,完成该实验需用到的实验仪器是试管、胶头滴管。
(2)②是氯水与溴化钠反应生成单质溴和氯化钠;③是氯水与碘化钾反应生成单质碘和氯化钠。
(3)在该实验中,四氯化碳是萃取剂。
(4)实验设计的不足是没能比较出溴和碘单质的氧化性强弱;可将③改为碘化钾溶液+溴水+1mL四氯化碳,振荡、静置,观察四氯化碳层的颜色。
3.【答案】
(1)2K+Cl2
2KCl K+O2点燃,KO2 2K+2H2O===2KOH+H2↑
(2)化合态 (3)观察法、分类法、比较法、实验法 (4)预测钾的物理性质和化学性质、利用实验来验证预测、作出正确分析和判断
【解析】钠与钾都是活泼金属,它们都能与氯气化合生成金属氯化物;都能与水剧烈反应生成强碱和氢气;在空气中都极易被氧化生成氧化物(氧化钠与氧化钾);燃烧时钠生成过氧化钠(Na2O2),钾生成超氧化钾(KO2);它们在自然界中都以化合态的形式存在。
研究钾的性质时用到方法有:
观察法、分类法、比较法、实验法。
首先观察钾的外观性质,并查阅有关资料后,知道钾与钠属于同一类物质(用了分类的观点),得知它们在结构和性质上有许多相似之处。
预测后,用实验法来验证自己的想法,在实验中用观察法来推测产物,再通过比较、分析、综合得出结论。
研究金属钾性质的程序是:
预测钾的物理性质和化学性质、利用实验来验证预测、作出正确分析和判断。
4.【答案】
(1)同周期
(2)①试管 ②酒精灯 ③滤纸 ④烧杯(培养皿) (3)B F A C D E ①Mg+2H2O△,Mg(OH)2+H2↑ ②Cl2+Na2S===S↓+2NaCl
随着原子序数的递增,同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
(4)同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,原子核对外层电子束缚能力增强,原子得电子能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱
【解析】
(1)实验目的是:
探究同周期元素的金属性和非金属性的递变规律。
(2)镁条与沸水反应的实验需用试管并用酒精灯加热;钠(取用时需用滤纸擦干表面的煤油)与滴有酚酞试液冷水反应的实验,常在烧杯中进行。
(3)①用砂纸擦后的镁带与沸水反应,反应比较缓慢,有气体产生,向反应液中滴加酚酞,溶液变为浅红色(选B)。
②硫化钠溶液与氯水发生置换反应,有黄色沉淀单质硫生成(选F)。
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应的现象是:
反应剧烈,迅速产生气体(钠浮于水面,熔成小球,在水面上无定向移动,随之消失),溶液变成红色(选A)。
④镁带与稀盐酸剧烈反应,有气体产生,镁与盐酸反应比铝剧烈(选D)。
⑤铝条与稀盐酸反应比较缓慢,有气体产生,铝与盐酸反应不如镁与盐酸反应剧烈(选C)。
⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量,其现象:
生成氢氧化铝白色胶状沉淀,继而在氢氧化钠过量时氢氧化铝与氢氧化钠反应使沉淀消失(选E)。
(5)实验①③说明钠与水反应比镁剧烈,即钠的金属性比镁强;实验④⑤说明镁与稀盐酸反应比铝剧烈,即镁的金属性比铝强;实验⑥说明氢氧化铝具有两性,既能与碱反应,又能与酸反应,铝既有金属性又有非金属性;元素的金属性由强到弱的顺序是:
钠>镁>铝;实验②可说明氯的非金属性比硫强。
即同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
5.【答案】
(1)①HNO3 CaCO3 ②CO2+SiO
+H2O===H2SiO3↓+CO
(2)①Cl2+2Br-===Br2+2Cl- ②试纸变蓝 ③2.24L
【解析】
(1)验证元素的非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,可根据强酸制弱酸的反应原理,用稀硝酸与大理石反应生成二氧化碳,再将二氧化碳通入硅酸钠溶液中,生成硅酸沉淀。
由此可说明硝酸、碳酸及硅酸酸性的强弱。
(2)氯气能与溴化钠溶液发生置换反应,生成单质溴和氯化钠;氯气能与碘化钾溶液发生置换反应,生成单质碘,遇淀粉变蓝色;根据电子守恒可得关系式:
2KMnO4~5Cl2,生成氯气的物质的量0.04mol÷2×5=0.1mol,氯气的体积0.1mol×22.4L·mol-1=2.24L。
6.【答案】
(1)浓盐酸 MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+O2↑+2H2O
(2)
饱和食盐水 除去Cl2中的HCl气体 (3)A 有淡黄色沉淀生成 S2-+Cl2===2Cl-+S↓ 置换 (4)B (5)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
【解析】该实验装置验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强的原理是氯气可以将硫从其化合物中置换出来。
(1)装置A的作用是制取氯气、分液漏斗中盛装的试剂是浓盐酸,所发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)二氧化锰和浓盐酸反应制得的氯气中含有氯化氢杂质。
可以用盛有饱和食盐水的洗气瓶将其除去,虚线框内的实验装置图为
。
(3)氯气将硫从其化合物中置换出来可以证明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,反应的原理是S2-+Cl2===2Cl-+S↓,装置中有淡黄色沉淀生成,所发生的反应属于置换反应。
(4)最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则元素的非金属性越强,故②正确;S2-比Cl-易被氧化,说明单质氯气的氧化性强于单质硫,故③正确;元素的氢化物越稳定,则其非金属性越强,故④正确;非金属单质氧化相同的金属,得到化合物中金属元素的价态越高,说明非金属单质的氧化物越强,则对应元素的非金属性越强,故⑥正确,同周期元素的原子半径越小,得电子能力越强,则其非金属性越强,⑦正确。
(5)实验时,用氯氧化钠溶液进行尾气处理,所发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
7.【答案】
(1)探究同周期元素性质的递变规律
(2)①试管 ②烧杯 ③酒精灯 (4)B F A D C E Cl2+H2S===2HCl+S↓ Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O (5)金属性:
Na>Mg>Al;非金属性:
Cl>S(或同周期从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强)
【解析】
(1)实验目的是:
探究同周期元素的金属性和非金属性的递变规律。
(2)钠与滴有酚酞试液冷水反应的实验,常在烧杯中进行;镁带与2mol·L-1的盐酸反应的实验,常在试管中进行;铝条与2mol·L-1的盐酸反应的实验,常在试管中反应,向氯化铝溶液滴加氢氧化钠溶液需用胶头滴管。
(4)①用砂纸擦后的镁带与沸水反应,再向反应液中滴加酚酞,其现象应是:
有气体产生,产生的气体可在空气中燃烧,溶液变成浅红色(选B)。
②向新制的硫化氢饱和溶液中滴加新制的氯水,氯气会将硫离子氧化为单质硫,出现黄色沉淀(选F)。
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应,反应方程式是2Na+H2O===2NaOH+H2↑,其离子方程式是2Na+H2O===2Na-+2OH-+H2↑,其现象应该是:
浮于水面,熔成小球,在水面上无定向移动,随之消失,溶液变成红色(选A)。
④镁带与2mol·L-1盐酸剧烈反应,产生的气体可以在空气中燃烧(选D)。
值得注意的是镁比铝活泼,因此与盐酸反应,镁比铝剧烈。
⑤铝条与2mol·L-1的盐酸反应,其化学方程式是2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,即离子方程式是2Al+6H+===2Al3++3H2↑,其现象是:
反应不十分剧烈,产生的气体可以在空气中燃烧(选C)。
⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量,其现象:
生成氢氧化铝白色胶状沉淀,继而在氢氧化钠过量时氢氧化铝与氢氧化钠反应使沉淀消失(选E)。
(5)实验①③说明钠与水反应比镁剧烈,即钠的金属性比镁强;实验④⑤说明镁与同浓度的盐酸反应比铝剧烈,即镁的金属性比铝强;实验⑥说明氢氧化铝具有两性,既能与碱反应,又能与酸反应,铝既有金属性又有非金属性;元素的金属性由强到弱的顺序是:
钠>镁>铝;实验②可说明氯的非金属性比硫强。
即同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
8.【答案】
(1)分液漏斗 A
(2)圆底烧瓶 D (3)澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 CO2 H2SO4 H2CO3 S C CO
+2H+===CO2↑+H2O
【解析】稀硫酸与碳酸钠反应,有二氧化碳生成,由此可说明硫酸的酸性比碳酸强。
元素最高价氧化物对应的水化物酸性越强,元素的非金属性越强,其原子得电子的能力越强。
9.【答案】
(1)O;Cl;H
(2)①SiO2+2OH-===SiO
+H2O ②Cl2+H2O鸠馠++Cl-+HClO (3)Cl(或氯) Cl2+S2-===2Cl-+S↓
【解析】X原子最外层电子数是核外电子层数的三倍,则X为氧,X、Z同主族,Z为硫;Y的最高化合价与其最低化合价的代数和等于6,则Y为氯;M与X,Y既不同族,也不同周期,则M为氢;N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素,则N为硅。
二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水;氯气与水反应的生成盐酸和次氯酸。
氯气能从硫化钠溶液置换出单质硫,说明氯元素的非金属性比硫强。
10.【答案】
(1)
(2)O<S<Na (3)NaOH Al(OH)3 (4)
(5)
【解析】根据元素所在周期表中的位置,可以知道元素分别是①为H元素,②为N元素,③为O元素,④为F元素,⑤为Na元素,⑥为Mg元素,⑦为Al元素,⑧为S元素,⑨为Cl元素,⑩为Ar元素;可顺利解答各小题。
11.【答案】
(1)氢 碳 氮 氧
(2)NH3 碱 (3)CO2+H2O===H2CO3
【解析】A原子核内仅有1个质子,A是氢元素;D原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,D是氧元素;B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等,B为碳元素;C原子的最外层电子数为5,且在第二周期,为氮元素。
12.【答案】
(1)氢 氮 氧
(2)N2O5 (3)NH
OH- (4)NH4NO3
【解析】原子的电子层数与其核外电子总数相同的短周期元素X为氢元素,原子最外层电子数是次外层电子数的三倍的元素Z为氧元素,能与Z(氧元素)形成两种以上气态化合物的元素Y为氮元素。
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