第1章原子结构元素周期律第3节元素周期表的应用第3课时预测元素及其化合物的性质课时作业含解析鲁科版第二册 10页

预测元素及其化合物的性质 学习·理解 ‎1．在元素周期表中的金属元素和非金属元素的分界线附近可以找到(　　)‎ A．耐高温材料 B．新型农药材料 C．半导体材料 D．新型催化剂材料 答案　C 解析　半导体材料分布在元素周期表中金属元素和非金属元素的分界线附近。‎ ‎2．砷为第4周期ⅤA族元素，根据它在周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是(　　)‎ A．AsH3比NH3稳定性强 B．可以存在－3、＋3、＋5等多种化合价 C．As2O5对应水化物的酸性比H3PO4弱 D．砷的非金属性比磷弱 答案　A 解析　N、P、As均为ⅤA族元素，分别位于第2、3、4周期，根据元素周期律判断，As比P非金属性弱，NH3比AsH3稳定性强，H3AsO4(As2O5的对应水化物)的酸性比H3PO4弱。As与N、P同在ⅤA族，N和P都有－3、＋3、＋5的化合价，则As也有－3、＋3、＋5的化合价。‎ ‎3．已知某元素的最高化合价为＋7价，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该元素在元素周期表中一定处于ⅦA族 B．该元素可能是氟元素 C．该元素的某种化合物可能具有漂白性 D．该元素的单质没有还原性 答案　C 解析　元素的最高化合价为＋7价，可能位于ⅦA族或ⅦB族，A错误；氟元素没有正价，B错误；可能为氯元素，氯元素形成的次氯酸有漂白性，C正确；若为氯气，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，氯气既作氧化剂又作还原剂，有还原性，D错误。‎ ‎4．2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是(　　)‎ A．Ts是第7周期ⅦA族元素 B．Ts的同位素原子具有相同的电子数 C．Ts在同族元素中非金属性最弱 D．HTs易溶于水，稳定性强，还原性强 答案　D 解析　元素周期表中第7周期0族为118号元素。117号元素位于118号左侧，即ⅦA族，所以Ts是第7周期ⅦA族元素，A正确；同位素是同种元素的不同原子，因此Ts的同位素原子具有相同的电子数，B正确；同主族元素从上到下非金属性依次减弱，所以Ts在同族元素中非金属性最弱，C正确；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性减弱，所以HTs的稳定性较弱，D错误。‎ ‎5．下列说法中不正确的是(　　)‎ - 10 -‎ A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D．自然界中不存在游离态的硅 答案　C 解析　硅常温下可与F2、HF、NaOH溶液等发生反应。‎ ‎6．关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是(　　)‎ A．在常温下，不与任何酸反应 B．在常温下，可与强碱溶液反应 C．在加热条件下，能与氧气反应 D．单质硅的还原性比碳的还原性强 答案　A 解析　A项，在常温下，Si能与氢氟酸反应，不正确；Si在常温下能与强碱溶液反应，加热条件下也能与Cl2、O2等反应，B、C正确；碳和硅最外层电子数相同，化学性质相似，但硅比碳易失电子，还原性比碳强，D正确。‎ ‎7．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是(　　)‎ A．CO2→H2CO3 B．SiO2→Na2SiO3‎ C．SiO2→H2SiO3 D．Na2O2→Na2CO3‎ 答案　C 解析　SiO2不能与水直接反应生成H2SiO3。‎ 应用·实践 ‎8．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是(　　)‎ A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英 B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起 答案　B 解析　制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英，发生的化学反应有SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，石英过量，故普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，A、C正确；玻璃是混合物，在加热熔化时无固定的熔点，B错误；盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起，因此碱液只能储存在带橡胶塞的细口瓶中。‎ ‎9．只含SiO2杂质的石灰石样品，在高温下灼烧得到的残留物经检验为一纯净物，则原样品中SiO2的质量分数为(　　)‎ A．62.5% B．40% C．37.5% D．28.5%‎ - 10 -‎ 答案　C 解析　由反应方程式：SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑知：若为纯净物，n(SiO2)∶n(CaCO3)＝1∶1，SiO2的质量分数为×100%＝37.5%。‎ ‎10．能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是(　　)‎ A．CO2是气体，SiO2是固体 B．高温下能发生反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑‎ C．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水 D．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成 答案　D 解析　酸性强弱与这种酸的酸酐所处的状态和化学活动性无关，所以A、B都不正确；C是它们的物理性质，只有D项强酸制弱酸能够证明。‎ ‎11．运用元素周期律分析下列推断，其中错误的是(　　)‎ A．铍的氧化物的水化物可能具有两性 B．砹单质是一种有色固体，砹化氢很不稳定 C．硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比H2S稳定的气体 D．硫酸锶难溶于水 答案　C 解析　A项，铍在元素周期表中位于第2周期ⅡA族，处于金属与非金属交界区，其氧化物的水化物可能具有两性，正确；B项，砹是卤族元素，从氟到砹，元素的非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱，砹化氢很不稳定，卤素单质的颜色逐渐加深，砹单质是一种有色固体，正确；C项，由于元素的非金属性S>Se，所以相应的氢化物的稳定性H2Se比H2S弱，错误；D项，锶为ⅡA族的元素，同一主族的元素形成的化合物性质相似，CaSO4微弱于水，BaSO4难溶于水，可见硫酸锶难溶于水，正确。‎ ‎12．有一粗硅，含铁杂质，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的氢气，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是(　　)‎ A．物质的量比为1∶1 B．物质的量比为2∶1‎ C．质量比为1∶1 D．质量比为2∶1‎ 答案　B 解析　粗硅与盐酸反应是铁与盐酸反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；粗硅与碱反应是硅与碱反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑因放出等量氢气，则铁与硅的物质的量之比为2∶1，质量比为4∶1。‎ ‎13．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。‎ ‎(1)下列物质不属于硅酸盐的是________。‎ A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰 ‎(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为____________________________________，工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。‎ - 10 -‎ ‎(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________。‎ A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚 ‎(4)工业上常利用反应2C＋SiO2Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。‎ 答案　(1)D　(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　氢氟酸　(3)防火剂　D　(4)C　SiO2‎ 解析　(1)生石灰是CaO，为碱性氧化物且不含硅元素，不属于硅酸盐。‎ ‎(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。‎ ‎(3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。‎ ‎(4)题给反应中C(碳)被氧化，SiO2中＋4价的硅被还原，因此SiO2做氧化剂。‎ ‎14．甲、乙两同学在实验过程中发现盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶底部有白色粉末状固体。他们利用实验室中的其他药品和仪器对其成分进行了探究。请回答下列问题：‎ Ⅰ.成分预测 ‎(1)无色玻璃的主要成分是二氧化硅、硅酸钠和硅酸钙；二氧化硅能够与氢氧化钠反应，产物是硅酸钠，而硅酸钠能溶于水。由此两位同学推知该白色粉末状固体是________。‎ Ⅱ.实验方案 同学甲的实验方案：在试管中加入1 mL该氢氧化钠溶液，再向其中滴加几滴石蕊试液，此时溶液的颜色是蓝色，然后向其中逐滴滴加盐酸，如果溶液颜色能够变为红色，则证明欲检测的氢氧化钠溶液中含有硅酸钠。因为硅酸钠与盐酸反应产生的硅酸能够使石蕊试液变红色。‎ 同学乙的实验方案：在试管中加入1 mL该氢氧化钠溶液，再向其中滴加几滴酚酞试液，此时溶液的颜色是红色，然后向其中逐滴滴加盐酸，直至溶液变为无色，如果溶液中有白色胶状沉淀产生，则证明溶液中有硅酸钠。这是因为硅酸钠可以与酸反应产生溶解度很小的硅酸。‎ ‎(2)同学________(填“甲”或“乙”)的实验方案合理，写出其中反应的离子方程式：______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。‎ ‎(3)同学________(填“甲”或“乙”)的实验方案不合理，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ - 10 -‎ ‎(4)为什么可以说用玻璃瓶盛装的氢氧化钠溶液中如果有硅酸钠，就可以证明其中的白色粉末就是(1)中预测的物质？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)硅酸钙(或CaSiO3)‎ ‎(2)乙　H＋＋OH－===H2O；2H＋＋SiO===H2SiO3↓‎ ‎(3)甲　硅酸不溶于水，所以硅酸不能使溶液显酸性，而该实验过程中溶液变红的原因是滴加的盐酸过量 ‎(4)因为玻璃的主要成分是硅酸钠、二氧化硅和硅酸钙，其中硅酸钠可溶于水，二氧化硅可以与氢氧化钠反应产生可溶性的硅酸钠，如果能够证明氢氧化钠溶液中有硅酸钠，则可以证明玻璃被氢氧化钠溶液部分“溶解”了，玻璃的主要成分中不被溶解的只有硅酸钙 解析　用排除法可以预测该白色粉末可能是CaSiO3；硅酸是一种弱酸，而且硅酸不溶于水，溶液变红是因为加入的盐酸过量，所以同学甲的实验方案不合理；同学乙设计的实验中，产生的胶状沉淀就是硅酸，说明该氢氧化钠溶液中有硅酸钠。‎ 迁移·创新 ‎15．已知W、X、Y、Z是短周期的四种元素，其相关信息与原子半径关系如表所示：‎ ‎(1)W元素位于元素周期表第________周期________族，W与X形成化合物的化学式为________。‎ ‎(2)W、X、Z的简单离子半径由大到小的顺序为________(用离子符号表示)。‎ ‎(3)实验室制备Y的最高价氧化物对应水化物的方法是__________________________________(写出操作方法)，Y的最高价氧化物与X的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为__________________________________。‎ ‎(4)Y、Z的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为______________。‎ 答案　(1)2　ⅥA　Na2O、Na2O2　‎ ‎(2)r(Cl－)>r(O2－)>r(Na＋)‎ ‎(3)向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸即可生成H2SiO3　‎ SiO2＋2OH－===SiO＋H2O　‎ ‎(4)HClO4>H2SiO3‎ 解析　W的一种核素的质量数为18，中子数为10，则W为O - 10 -‎ ‎。X与Ne原子的核外电子数相差1，并结合原子半径关系知，X为Na。Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y为Si。Z的非金属性在同周期主族元素中最强，则Z为Cl。‎ ‎(1)O位于第2周期、ⅥA族，Na与O形成的化合物为Na2O、Na2O2。‎ ‎(2)W、X、Z的简单离子为O2－、Na＋、Cl－，半径大小为r(Cl－)>r(O2－)>r(Na＋)。‎ ‎(3)Y的最高价氧化物对应水化物为H2SiO3，实验室制备H2SiO3的操作：向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸即可生成H2SiO3；Y的最高价氧化物为SiO2，X的最高价氧化物对应水化物为NaOH，两者反应的离子方程式为SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。‎ ‎(4)因为非金属性Cl>Si，最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4>H2SiO3。‎ 微项目　海带提碘与海水提溴 ‎——体验元素性质递变规律的实际应用 ‎1．以海带提碘和海水提溴为例，体会元素周期律，元素周期表在分析、解决实际问题中的价值。‎ ‎2．以海带提碘和海水提溴为例，形成物质分离、富集、提取的基本思路。‎ ‎【项目活动1】　海带提碘 ‎1.‎ - 10 -‎ ‎(1)提取碘时海带不能用水洗，以防止洗去海带中的I－，但可用酒精洗；同时海带要干燥，因为湿的海带不易燃烧或燃烧不充分。‎ ‎(2)灼烧海带温度较高，需在坩埚中进行，不能在烧杯或蒸发皿中进行。‎ ‎(3)H2O2具有强氧化性，其还原产物为H2O，故H2O2为绿色氧化剂，也可用Cl2氧化I－。‎ ‎(4)海带提碘的工艺流程 ‎2．萃取、分液的操作方法及注意事项 ‎(1)操作步骤 - 10 -‎ ‎(2)注意事项 ‎①萃取剂必须具备的三个条件：‎ a．萃取剂和原溶剂互不相溶、不反应；b.萃取剂和溶质互不发生反应；c.溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。‎ ‎②萃取和分液的主要仪器是分液漏斗。‎ ‎③分液漏斗在使用前要先查漏和查活塞转动是否灵活，再洗净。‎ ‎④分液时，下层液体从下端导管口放出，上层液体从上口倒出。‎ ‎1．海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：‎ 请填写下列空白：‎ ‎(1)步骤⑤所用的主要仪器是________。‎ ‎(2)步骤③的实验操作名称是________；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是________。‎ ‎(3)步骤④反应的离子方程式是__________________________________________。‎ ‎(4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是__________________________。‎ ‎(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘的简单方法：________________________________________________。‎ 答案　(1)分液漏斗　(2)过滤　蒸馏 ‎(3)2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O ‎(4)苯与水互不相溶，碘在苯中溶解度比水中的大 ‎(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明有单质碘)‎ 解析　(1)分液的主要仪器为分液漏斗。‎ - 10 -‎ ‎(2)物质的分离方法是：固液分离用过滤，液液不互溶用分液，液液互溶且沸点相差较大用蒸馏。‎ ‎(3)利用MnO2的强氧化性把I－氧化。‎ ‎(5)利用I2遇淀粉变蓝检验。‎ ‎【项目活动2】　海水提溴 ‎1．原理 溴单质的氧化性介于氯气和碘单质的氧化性之间，因此在海水提溴的化工生产中可以选用氯气作氧化剂。‎ ‎2．步骤 从海水中提取溴，一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤。‎ ‎①浓缩：海水中Br－的含量一般为0.067 g·L－1，而苦卤(海水晒盐后得到的母液)中Br－的含量大得多，可做提取溴的原料。‎ ‎②氧化：向苦卤中通入Cl2，发生反应Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。‎ ‎③提取：利用溴的挥发性，鼓入热空气或水蒸气，蒸气和吸收剂SO2反应：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。‎ 再用Cl2将HBr氧化得到溴单质：2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。‎ ‎2．地球上大多数的溴元素以离子的形式存在于海水中，故溴常被称为“海洋元素”。‎ ‎(1)用氯气作氧化剂，以浓缩后的海水为原料可制取溴单质，发生反应的离子方程式为____________________________，制得的溴单质仍然溶解在苦卤中，利用溴的________性，向苦卤中鼓入热空气，就可将溴分离出来。‎ ‎(2)某同学向溶有溴单质的苦卤中加入某液体，若该液体萃取溴后，处于水层之下，则这种液体可能是________(填“苯”“汽油”或“CCl4”)，选用萃取剂的原则是__________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2　挥发　‎ ‎(2)CCl4　溶质在萃取剂中的溶解度远远大于在原溶剂中的溶解度；萃取剂必须和原溶剂互不相溶，且萃取剂、原溶剂、溶质之间不反应 解析　(1)Cl2与Br－发生置换反应制得Br2‎ - 10 -‎ ‎，利用溴的挥发性，向苦卤中通入热空气，使溴随热空气挥发出来。‎ ‎(2)萃取剂处于水层之下说明萃取剂的密度大于水，故该萃取剂可能是CCl4。‎ - 10 -‎