专题五 第三单元.doc

第三单元 元素周期表的应用1“过渡金属氧化物研究”被科学杂志评为2007年世界十大科技突破之一。下列对过渡金属氧化物的叙述正确的是 ( )A.氧化铜、氧化锌、氧化钡都是过渡金属氧化物B.铝热反应指铝能与所有的金属氧化物发生置换反应C.二氧化锰可以作为氯酸钾、双氧水分解的催化剂D.元素周期表中“分界线”附近寻找过渡金属解析:钡位于第A族，属于主族元素，A错。铝在高温下与过渡金属氧化物发生置换反应，但与氧化钠、氧化镁等氧化物不能发生置换反应，B错。在元素周期表中“分界线”附近的元素都是主族元素，没有过渡元素，D错。答案： C2酸根RO所含电子数比硝酸根NO的电子数多10，则下列说法正确的是()AR原子的电子层数比N原子的电子层数多1BR的最高化合价与N的最高化合价相等CRO和NO只能被还原，不能被氧化DR和N为同族元素解析：RO和NO所带电荷数一样，又因为酸根RO所含电子数比硝酸根NO的电子数多10，所以R和N不是同一族，R为Cl，最高价为7，O既能被还原，又能被氧化。答案：A3某主族元素的离子X2有6个电子层，最外层有2个电子，当把XO2溶于浓盐酸时，有黄绿色的气体产生，则下列说法正确的是()AX2具有强还原性 BXCl2溶液呈酸性CXO2具有强氧化性 D该元素是A族解析：X2离子最外层为2个电子，故X原子最外层有4个电子，应为A族，XO2能氧化盐酸，所以X2还原性较差，而XO2氧化性较强，XCl2(实际为PbCl2)是由强酸弱碱组成的盐，水解呈酸性。答案：BC4. (2008广东理基)下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是()原子序数为15的元素的最高化合价为3A族元素是同周期中非金属性最强的元素 第二周期A族元素的原子核电荷数和中子数一定为6原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期 A族A B C D解析：原子序数为15的元素是P，最高化合价为5价，错误；在元素周期表中同一周期随原子序数递增非金属性逐渐增强，正确；C的质子数为6，但中子数不一定为6，因C存在14C和13C等同位素，错误；原子序数为12的元素为Mg，正确。答案：C5下列说法正确的是()A常温常压下，只有一种元素的单质呈液态B同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是36C镁的一种放射性同位素28Mg的原子核内的中子数是12D常温常压下，气态单质的分子都是由非金属元素的原子构成的解析：常温常压下，非金属单质的Br2，金属单质的Hg都是液态的；同一主族相邻的两种元素的原子序数之差是2、8、18、32不相邻的可以是36，如K(19号)和Cs(55号)；28Mg的原子核内的中子数是16，即A、B、C错误。答案：D6下图中每条折线表示周期表AA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是()AH2S BHClCPH3 DSiH4解析：在AA中的氢化物里，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有A族元素氢化物不存在反常现象，故a点代表的应是SiH4。答案：D7(2009河南统考)X、Y、Z、W是中学化学中常见的四种元素，它们的原子序数依次增大。化学式为W3Y4的物质具有磁性。X的单质在Y2中燃烧可生成化学式为XY和XY2的两种气体。Z的单质是金属，Z在XY2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。下列有关说法中错误的是()AW3Y4的化学式为Fe3O4BW在地壳中的含量居第四位CXY和XY2分别是NO和NO2D金属单质Z在XY2中燃烧生成的白色固体的化学式为MgO解析：由W3Y4具有磁性可推知该物质为Fe3O4；根据Z的单质是一种金属，该金属在XY2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体可推知，Z为Mg，XY2为CO2，故选项C错误；金属单质Z在XY2中燃烧生成的白色固体的化学式为MgO。答案：CRXYZ8. (2009安徽八校联考)如图为周期表中短周期的一部分，若X原子最外层电子数比次外层电子数少3，则下列说法正确的是()AX的氢化物比R的氢化物稳定B原子半径大小顺序是ZYXRCZ的单质能与Y的某些化合物发生置换反应DX、Z可形成化合物XZ5，分子中各原子均满足最外层8电子结构解析：X原子最外层电子数比次外层电子数少3，推知X为P，则R、Y、Z依次为O、S、Cl。答案：C9下表是周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素。(1)下列_(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。a、c、h b、g、kc、h、l d、e、f(2)如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：原子核对核外电子的吸引力；形成稳定结构的倾向。一些原子核失去核外不同电子所需的能量(kJmol1)锂XY失去第一个电子519502580失去第二个电子7 2964 5701 820失去第三个电子11 7996 9202 750失去第四个电子9 55011 600通过上述信息和表中的数据分析，为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量_。表中X可能为以上13种元素中的_(填写字母)元素。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式_。Y是周期表中_族元素。以上13种元素中，_(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。解析：(1)从所给元素在周期表中的位置不难知道，a、c、d、f分别为Na、Mg、Sr和Al，e处于过渡元素区，也一定为金属，它们都是电的良导体；h为碳元素，其单质中的一种石墨也是电的良导体，故应选、两组。(2)锂原子核外共有3个电子，其中两个在K层，1个在L层，当失去最外层的一个电子后，锂离子处于稳定结构，根据题给信息可知，要使锂离子再失去电子便会形成不稳定结构，因此锂原子失去第二个电子时所需能量远大于失去第一个电子所需的能量。由表中数据可知：X失去第2个电子所需能量远大于失去第一个电子所需的能量(9倍多)，而失去第三个、第四个电子所需能量皆不足前者的两倍，故第一个电子为最外层的1个电子，而其他几个电子应处于内层。结合所给的周期表知，X应为a，即钠元素，和j即氧元素所形成的化合物化学式分别为Na2O和Na2O2。由表中所给Y的数据可知，Y失去第1、2、3个电子所需能量差别不大，而失去第4个电子所需能量远大于失去第3个电子所需的能量，因此Y元素的最外层有3个电子，即为A族的元素Al。从题目所给信息知道，原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定失电子所需能量越高，在所给13种元素中，处于零族的m元素已达8e的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多。答案：(1)(2)Li原子失去1个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难aNa2O和Na2O2Am10现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A、D同主族，C与E同主族，D、E、F同周期，A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，A能分别与B、C形成电子总数相等的分子，且A与C形成的化合物常温下为液态，A能分别与E、F形成电子总数相等的气体分子。请回答下列问题(题中的字母只代表元素代号，与实际元素符号无关)：(1)AF六种元素原子，原子半径最大的是_(填序号)。(2)A、C、D三种元素组成的一种常见化合物，是重要的工业产品，该化合物电子式为：_。(3)B与F两种元素形成的一种化合物分子，各原子均达八电子结构，其中B显负价，F显正价，则该化合物水解的主要产物是：_。(4)A、C、E三种元素形成的一种常见化合物，其浓溶液在加热条件下可与铜反应，该反应的化学方程式为_。解析：由短周期元素A能分别与B、C形成电子总数相等的分子，A与C形成的化合物常温下为液态可以确定A为氢，C为氧，B为氮，D为钠，E为硫，F为氯。其中原子半径最大的是钠，氢、氧、钠组成的常见化合物是NaOH，其电子式为NaH，对照磷和氯形成的化合物可以推出氮、氯形成的各原子均达八电子结构的化合物是NCl3，因其中氮呈负价，氯呈正价，所以其水解的主要产物为HClO和NH3(NH3H2O)；浓硫酸与铜反应的化学方程式为：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。答案：(1)D(2)NaH(3)HClO和NH3(NH3H2O)(4)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O11. 下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)。(1)把与下面元素有关的性质相符的曲线标号填入相应的空格中：A族元素的价电子数_。第三周期元素的最高化合价_。F、Na、Mg2、Al3的离子半径_。(2)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为34；M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为43；N、Z、X的半径逐渐减小；化合物XN常温下为气体。据此回答：N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_。化合物A、B均为由上述五种元素中的任意三种元素组成的强电解质，且两种物质水溶液的酸碱性相同，组成元素的原子数目之比为111，A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小。则化合物A中的化学键类型为_，B的化学式为_。工业上制取单质M的化学方程式为_。解析：本题通过图表的形式考查元素周期律及结构、性质。熟练掌握元素周期表中的递变规律可迎刃而解。推断题中常考的就是短周期元素，应熟练掌握其外层电子结构。(2)由题意可知Y为O，M为Si，由离子所带电荷可知X为H，Z为Na，N为Cl。由题意可知A为NaOH，B为NaClO，A发生电离，B发生水解。答案：(1)bca(2)HClO4离子键、(极性)共价键NaClOSiO22CSi2CO12(2009潍坊统考)已知五种短周期元素在周期表中的相对位置如下表所示：abcde(1)上述元素中离子半径最大的是_(填元素符号)。(2)已知A、B、C、D、E五种化合物均由上述元素中的几种组成。它们之间的转换关系如图所示，且A、B、E三种物质含有相同的一种金属元素，C和D分别是常见的强酸和强碱，则：A、B、E所含的该金属元素的原子结构示意图为_；若将D逐滴滴入A的溶液中至过量，反应过程中的离子方程式依次为_。解析：根据a、b、c、d、e在元素周期表中的位置，知五种元素分别为氢、氧、钠、铝、硫。然后依据题目要求作答即可。答案：(1)S(2)Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=Al(OH)41下图是元素周期表的一部分，下列说法中，正确的是()A元素位于第二周期第A族B气态氢化物的稳定性：C最高价氧化物对应水化物酸性：D元素的最高正化合价：解析：对照元素周期表便可确定、分别是N、O、F、S、Cl，S的非金属性比O弱，因此H2S的热稳定性比H2O弱；Cl的非金属性比S强，HClO4的酸性大于H2SO4；Cl的最高正化合价为7，F没有正化合价。答案：C2X、Y、Z、W为四种短周期主族元素。其中X、Z同族，Y、Z同周期，W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3倍；Y的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是()AY元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2YO4B原子半径由小到大的顺序为：WXZCX与W可以形成W2X、W2X2两种物质DZ的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定解析：根据题设条件可以推出X、Y、Z、W分别为氧、氯、硫、氢，选B、C。答案：BC3. 下列实验操作与实验目的相符的是（ ）解析: A选项中熔沸点只与分子间作用力有关，与非金属活泼性没有关系。B选项均生成白色沉淀，且最终沉淀不溶解，所以无法确定镁、铝的活泼性。C选项测定等浓度的Na2CO3、Na2SO3两溶液的pH，只能说明碳酸与亚硫酸的酸性强弱，不能说明碳酸与硫酸的酸性强弱，故不能选。D选项，滴加氢氧化钠溶液时，如果先产生沉淀即说明氨水碱性强于氢氧化铝，否则反之。答案： D4下列粒子的结构表示正确的是()A18O的结构示意图： BO2的结构示意图：CMg2的最外层有10个电子 DMg2的结构示意图：解析：18O核电荷数为8，核外有8个电子；O2核电荷数为8，核外有10个电子；Mg失去最外层的两个电子后，最外层已没有电子，Mg2的核外达到8个电子的稳定结构。答案：D5A、B、C、D、E五种元素的原子序数逐渐增大，且均不超过18。其中A与C、B与E分别为同族元素。原子半径ABEDC，B原子最外层电子数是次外层的3倍，C、D的核外电子数之和与B、E核外电子数之和相等。下列说法正确的是()A原子电子层数：AB B气态氢化物的稳定性：BEC简单离子半径：ED D最高价氧化物对应的水化物碱性：Cb B离子的还原性Y2ZC氢化物的稳定性H2YHZ D原子半径Xbdc，A错；离子的还原性判断：核外电子数相同时，核电荷数越多，原子核对核外电子的引力越强，还原性越弱；对应的氢化物的稳定性越强，故B对C错；W与X位于同一周期，因ab，所以原子半径WBABD的最高正价与B的最高正价相等CD与C不能形成化合物D原子半径的大小顺序是CBAD解析：A原子最外层的电子数比次外层少3，说明A只能为15号元素磷，则B、C、D依次为硫、氯、氧。A选项中酸性由强到弱的顺序为：高氯酸硫酸磷酸；B选项中氧元素无最高正价；C选项中氧和氯可形成氧化物如Cl2O7；D选项中原子半径的大小顺序是ABCD。答案：A11下列对非金属元素(除稀有气体外)的相关判断正确的是()非金属元素都是主族元素单质在反应中都既能作氧化剂又能作还原剂氢化物常温下都是气态，所以都叫气态氢化物氧化物常温下都可以与水反应生成酸非金属元素R所形成的含氧酸盐(MaROb)中的R元素必定呈现正价A B C D解析：非金属元素(除稀有气体外)都是主族元素，正确；F2通常只能作氧化剂，不正确；常温下水是液体，错；CO、NO、SiO2等既不溶于水，也不与水反应，错；在含氧酸根RO中，非金属元素R呈正价，正确；选C。答案：C12在测定液态BrF3导电时，发现20时其导电性很强，说明BrF3能发生电离，其他众多事实证明KBrF4、(BrF2)2、SnF6、ClF3、BrF3等物质都是具有明显离子化合物倾向的盐。由此推断液态BrF3电离时的阴、阳离子是()ABr3和F BBr2F和F CBrF和BrF DBrF和BrF2解析：液态BrF3能导电，说明其电离方程式与H2O相同，即BrF3BrF3BrFBrF。答案：C13下列事实中，能说明氯的非金属性比硫强的是()A高氯酸(HClO4)的酸性比硫酸强 B次氯酸的氧化性比稀硫酸强C氯化氢比硫化氢的热稳定性好 D氯原子最外层电子数比硫原子最外层电子数多解析：元素的非金属性指的是非金属元素原子的得电子能力。HClO4和H2SO4分别是氯、硫两元素最高价氧化物对应的水化物，HClO4酸性强，说明氯元素非金属性强，A项正确；B项比较的是次氯酸与稀硫酸的氧化性，这不能反映非金属性的强弱，B项错误；HCl比H2S稳定，说明氯原子比硫原子更易结合氢原子，C项正确；原子得电子能力与最外层电子数的多少无关，故D项错误。答案：AC14下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是()ALi、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多B第二周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强C因为Na比K容易失去电子，所以Na比K的还原性强DO与S为同主族元素，且O比S的非金属性强解析：Li、Na、K属同一主族，核外电子层数随着核电荷数增加而增多，A正确；根据元素周期律可推知第二周期元素从Li到F非金属性逐渐增强，B正确；Na与K比较，K更易失电子，还原性更强，C错；O与S同主族，O的非金属性强，D正确。答案：C15. 不同的金属在化学反应中表现出来的活泼程度不同，早在1812年瑞典化学家贝采里乌斯根据大量实验现象首先提出了金属活动顺序的概念，后来俄国化学家贝开托夫在大量实验和系统研究之后，于1865年发表了金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au。(1)金属活动性顺序是学习“金属及其化合物”的重要工具，许多“金属及其化合物”的知识规律可以通过金属活动性顺序来掌握。例如，工业上冶炼金属，根据金属活动性顺序可以采用不同的冶炼方法。其中可以用“热分解法”冶炼的金属是_、_。工业上又常用下列反应进行金属钾的冶炼：NaKClKNaCl，似乎“违背”了金属活动性顺序，试解释钠能将更活泼的钾置换出来的原因_。(2)在实践中发现还有许多化学事实“违背”金属活动性顺序，但这些“反常”现象都可以通过化学原理得到合理解释。某学生在做探究实验时，把锌粒投入1 molL1氯化铁溶液中，观察到如下实验现象：锌粒表面有一定量气泡产生，溶液颜色逐渐变浅，一段时间后溶液逐渐浑浊，试用相关反应方程式进行解释_、_。(3)研究金属活动性顺序还可以指导对金属阳离子氧化性强弱的认识，工业上用氯化铁溶液腐蚀铜制电路板。请根据金属活动性顺序结合该反应原理，比较Cu2、Fe3、Fe2的氧化性强弱_。请运用原电池原理设计实验验证Cu2、Fe3氧化性强弱的结论。方案：_。解析：(1)可以用“热分解法”冶炼的金属是不活泼的金属(铂、金通常以单质形式存在于自然界中)，如银、汞等；反应NaKClKNaCl之所以能进行是因钾以蒸气形式逸出后，促使平衡不断右移的结果。(2)在FeCl3溶液中， 因存在Fe3的水解，所以呈酸性；锌粒表面产生气泡是锌与溶液中的H反应的结果，溶液颜色变浅是锌与Fe3反应的结果；溶液出现浑浊是Fe3水解程度增大，生成Fe(OH)3沉淀的结果；(3)由氯化铁溶液腐蚀铜制电路板的反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2，可知Fe3的氧化性大于Cu2；由湿法炼铜FeCu2=Fe2Cu可知，Cu2的氧化性大于Fe2。答案：(1)Hg、Ag该反应为可逆反应，及时抽出钾蒸气，导致平衡不断正向移动。(2)Zn2Fe3=Zn22Fe23Zn2Fe36H2O=2Fe(OH)33H23Zn2或Fe33H2OFe(OH)33H，Zn2H=Zn2H2。或写化学方程式也可以。(3)Fe3Cu2Fe2方案：将铜棒与碳棒用导线连接，再插入氯化铁溶液，发现有电流产生，铜棒不断溶解，溶液由黄色变为蓝色或蓝绿色16X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是无色气体，在适当条件下可发生如右图所示的变化：已知一个B分子中含有的Z元素的原子个数比C分子中的少一个。请回答下列问题：(1)X元素在元素周期表中的位置是_。(2)X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源(KOH溶液作电解质溶液)，两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电，则正极通入_(填物质名称)；负极电极反应式为_。(3)C在一定条件下反应生成A的化学方程式是_。(4)X、Y、Z三种元素可组成一种强酸W，C在适当条件下被W溶液吸收生成一种盐。该盐的水溶液的pH_7(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是(用离子方程式表示)：_。(5)已知Y的单质与Z的单质生成C的反应是可逆反应，HH2SO4H2CO3；(2)因反应a为置换反应，所以甲、乙、丙、丁四种物质中有两种是单质，两种是化合物，设甲为氧气，乙可能是氨气或硫化氢或甲烷等气态烃，丙则可能为氮气、硫或C，丁为水，戊为NO或SO2或CO、CO2等；若甲为CO2，则乙可能为Mg，丙可能为C，丁可能为MgO，戊可能为CO；若甲是O2、乙是N2H4，则在强碱性溶液中进行的反应a的原电池反应的负极反应式为N2H44OH4eN24H2O。(3)若反应c是用A作电极，在B的水溶液中进行电解反应的置换反应，结合反应d的生成物，可以确定A可能为铜等活动性相对较弱的金属，B的水溶液可能为硫酸、盐酸等酸溶液，C为可溶性铜盐或相应金属的盐溶液，D为氢气；若A为铜时，则反应d中阴极的电极反应式为Cu22eCu；若反应c是在高温下进行的，且为工业上有重要应用价值的放热反应，当物质C是一种两性化合物，可联想到铝热反应，其常见的化学方程式为Fe2O32Al2FeAl2O3。答案：(1)HClO4、H2SO4、H2CO3(2)CO、SO2、NO(任举两例，其他合理答案也可)N2H44OH4eN24H2O(3)Cu22eCu(或Zn22eZn、Ni22eNi)；Fe2O32Al2FeAl2O318A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大；A元素的原子是半径最小的原子；B元素的最高价氧化物的水化物与其氢化物反应生成一种盐X；D与A同主族，且与E同周期；E元素最外层电子数是其次外层电子数的倍，A、B、D、E这四种元素，每一种与C元素都形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物。请回答下列问题：(1)写出下列元素的元素符号：B_，C_。(2)用电子式表示D、E所形成的化合物：_。(3)E的最高价态与A、B、C三种元素形成的酸式盐Y的化学式是_，该盐在水溶液中离子浓度由大到小的顺序是_。(4)常温时，B元素的最高价氧化物对应水化物Z的溶液与盐X的溶液的pH均为a，则这两种溶液中由水电离出来的H浓度c1(H)c2(H)_。解析：A为H，B为N，因HNO3NH3=NH4NO3。D与A同主族，则D为Na，则E为第三周期元素，其次外层电子数为8，最外层电子数为86即E为S，能与H、N、Na、S形成元素的原子个数比不相同的若干化合物的元素C应为O。对(3)，E(S)的最高价为6，与H、N、O三种元素形成的酸式盐为NH4HSO4，电离方程式为NH4HSO4=NHHSO，又NH能发生水解NHH2ONH3H2OH，故离子浓度最大的是H，其次是SO，再次是NH，OH最小。Z为HNO3，X为NH4NO3；对HNO3溶液，当pHa时，水电离出的c(H)c(OH)10a14 molL1；对NH4NO3溶液，当pHa时，水电离出的H浓度为10a molL1，两者的比值为102a14。答案：(1)NO(2)(3)NH4HSO4c(H)c(SO)c(NH)c(OH)(4)102a1419. 有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，它们满足如下关