2021届一轮复习人教版元素周期表及其应用作业 9页

元素周期表及其应用 ‎1.近年来美国研究人员合成了光伏电池新型硅材料——Si24。下列相关说法正确的是（　　）‎ A.Si24是一种新型化合物 B.Si24是硅的一种同素异形体 C.Si24易与稀硫酸反应生成氢气 D.硅太阳能电池供电原理与原电池相同 解析　Si24是一种单质，A错误；Si24是硅的一种同素异形体，B正确；硅不与稀硫酸反应，C错误；硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，D错误。‎ 答案　B ‎2.X和Y均为短周期元素，已知aXn－比bYm＋多两个电子层，则下列说法正确的是（　　）‎ A.b>5 B.a＋n－b＋m＝10（或16）‎ C.X只能位于第三周期 D.Y不可能位于第二周期 解析　aXn－比bYm＋多两个电子层有两种情况：3、1或2、0。若为3、1时，D项错误；b的数值一定小于5，A项错误；若为2、0，C项错误。‎ 答案　B ‎3.如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为（　　）‎ A.5x＋10 B.5x C.5x＋14 D.5x＋16‎ 解析　‎ 答案　A ‎4.某元素的原子最外层电子排布是6s26p4‎ ‎，该元素或其化合物不可能具有的性质是（　　）‎ A.该元素单质可能是导体 B.该元素的最高化合价呈＋6价 C.该元素能与氢气反应生成气态氢化物 D.基态该原子的价电子排布图为 答案　C ‎5.下列说法中正确的是（　　）‎ A.所有金属元素都分布在d区和ds区 B.最外层电子数为2的元素都分布在s区 C.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 D.s区均为金属元素 解析　A项，s区、p区也有金属元素；B项，最外层电子数为2的元素有的也位于d区或ds区；D项，s区中的氢是非金属元素。‎ 答案　C ‎6.有四种前四周期的元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：‎ 元素 结构、性质等信息 A 是应用最广泛的金属 B 是第三周期元素，其最高价氧化物的水化物呈两性 C 元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂 D 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂 请根据表中信息填写：‎ ‎（1）A原子的核外电子排布式为________________________________。‎ ‎（2）B元素在周期表中第　　　　族。‎ ‎（3）C的基态原子的轨道表示式为　　　　，其原子核外有　　　　个未成对电子，能量最高的电子为　　　　轨道上的电子。‎ ‎（4）C的同周期元素中第一电离能小于C的非金属元素有　　　　种。‎ ‎（5）B的最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的化学方程式为______________________________________________________________。‎ 与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为_____________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ 解析　根据题中信息可推出：A为Fe，B为Al，C为N，D为Cl。‎ ‎（1）A为Fe，其核外电子排布式为 ‎1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。‎ ‎（2）B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期、第ⅢA族。‎ ‎（3）C为N，其基态原子的轨道表示式为，其中有3个未成对电子，能量最高的为2p轨道上的电子。‎ ‎（4）第二周期元素中非金属元素有B、C、N、O、F、Ne，其中第一电离能小于氮元素的有B、C、O三种元素。‎ ‎（5）本题考查Al（OH）3与NaOH和HCl反应的化学方程式，Al（OH）3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al（OH）3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。‎ 答案　（1）1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2‎ ‎（2）ⅢA　（3）‎ ‎（4）3‎ ‎（5）NaOH＋Al（OH）3===NaAlO2＋2H2O ‎3HCl＋Al（OH）3===AlCl3＋3H2O ‎7.铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答：‎ ‎（1）基态铜原子的电子排布式为_________________________________________；‎ 已知高温下CuO→Cu2O＋O2，从铜原子价层电子结构（3d和4s轨道上应填充的电子数）变化角度来看，能生成Cu2O的原因是_________________________。‎ ‎（2）硒在元素周期表第　　　　周期　　　　族，其价电子排布图为_________________________________________________________。‎ 解析　（1）铜元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 ，CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，3d10为稳定结构，所以在高温时能生成Cu2O。‎ ‎（2）硒在元素周期表第四周期第ⅥA族，价电子排布式为4s24p4，价电子排布图为 答案　（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后者处于稳定的全充满状态而前者不是 ‎（2）四　ⅥA　‎ ‎8.甲～庚元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断不正确的是（　　）‎ A.丙与戊的原子序数相差28‎ B.气态氢化物的稳定性：庚>己>戊 C.丁的氧化物可用于制造光导纤维 D.常温下，甲和乙的单质均能与水剧烈反应 解析　由己的信息，可知己为S，丁为Si，甲为Mg，从而推知乙为Ca，丙为B，戊为As，庚为F。A项，B、As原子序数相差28，正确；B项，稳定性HF>H2S>AsH3，正确；C项，SiO2可用于制光导纤维，正确；D项，Mg常温下与水反应微弱，错误。‎ 答案　D ‎9.工业上用某种氧化铝矿石（含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：‎ 对上述流程的判断正确的是（　　）‎ A.试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物 B.CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替 C.反应Ⅱ中的离子方程式为CO2＋AlO＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低 解析　A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解，A错误；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al（OH）3会溶解，不能保证得到Al（OH）3沉淀，B错误；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al，D错误。‎ 答案　C ‎10.将一定质量的镁铝混合物投入200 mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5 mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示：‎ 则下列说法不正确的是（　　）‎ A.镁和铝的总质量为9 g B.最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸 C.硫酸的物质的量浓度为2.5 mol·L－1‎ D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L 解析　由图像知，n[Mg（OH）2]＝0.15 mol，n[Al（OH）3]＝0.35 mol－0.15 mol＝0.2 mol，则m（Mg）＝0.15 mol×24 g·mol－1＝3.6 g，m（Al）＝0.2 mol×27 g·mol－1＝5.4 g，m（Mg）＋m（Al）＝9 g；由图像知，最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸；当沉淀达到最大值时，溶液中的溶质只有Na2SO4，则有n（Na＋）＝2n（SO），即n（NaOH）＝2n（H2SO4），n（H2SO4）＝n（NaOH），c（H2SO4）＝n（H2SO4）/V＝＝2.5 mol·L－1；标准状况下0.15 mol的Mg与稀H2SO4反应生成的氢气3.36 L，0.2 mol的Al与稀H2SO4反应生成的氢气6.72 L，共生成氢气10.08 L，D项错误。‎ 答案　D ‎11.硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是（　　）‎ A.硅燃烧产物对环境产生的污染，容易得到有效控制 B.从Si（s）＋O2（g）SiO2（s）　ΔH＝－858.6 kJ·mol－1可知，硅燃烧放出的热量多，故硅是一种高能燃料 C.自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅 D.硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料之一 解析　硅燃烧生成二氧化硅，二氧化硅是固体，其污染容易得到有效控制；硅为固体燃料，化学性质不活泼，运输、贮存比较容易且又安全；硅在自然界中无单质形式，只有化合态，所以C是错误的。‎ 答案　C ‎12.有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素；A和E属同一族，它们的原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们的原子最外层的p能级电子数均是s能级电子数的两倍。C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。请回答下列问题：‎ ‎（1）A是　　　　，B是　　　　，C是　　　　，D是　　　　，E是　　　　。‎ ‎（2）由这五种元素组成的一种化合物是　　　　（写化学式）。写出该物质的一种主要用途：_________________________________________________________。‎ ‎（3）写出C元素基态原子的电子排布式：______________________________。‎ ‎（4）用电子排布图表示D元素原子的价电子排布为 ‎_________________________________________________________。‎ ‎（5）元素B与D的电负性的大小关系是B　　　　D，C与E的第一电离能的大小关系是C　　　　E。（填“>”“<”或“＝”）‎ 解析　A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20，故都为主族元素，A、E属同一族且最外层电子排布为ns1，故为第ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢元素；B、D为同一族，其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其原子最外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B的核电荷数小于D的，则B为氧元素，D为硫元素，E为钾元素；C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半，则C为铝元素。同主族元素自上而下电负性、第一电离能（第ⅡA族和第Ⅴ A族元素除外）逐渐减小，故B（氧）的电负性大于D（硫）的，E（钾）的第一电离能小于钠的，又同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，故钠的第一电离能小于C（铝）的，即第一电离能Al>K。‎ 答案　（1）H　O　Al　S　K（写元素名称也可）‎ ‎（2）KAl（SO4）2·12H2O　作净水剂 ‎（3）1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1‎ ‎（4）　（5）>　>‎ ‎13.铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量的SiO2，Fe2O3等杂质。现欲提纯Al2O3设计出两种方案如下：‎ 方案一：碱溶法 讨论回答下列问题：‎ ‎（1）写出①③两步骤中可能发生反应的离子方程式：‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎（2）步骤③中不用盐酸（或H2SO4）酸化的理由是 ‎________________________________________________________。‎ ‎（3）步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有　　　　杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：______________________________________________‎ ‎________________________________________________________。‎ 方案二：酸溶法 讨论回答下列问题：‎ ‎（1）写出①②中可能发生反应的离子方程式：_______________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎（2）步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：___________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 答案　方案一　（1）①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ‎③AlO＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO，SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO ‎（2）因为①AlO与酸反应生成的Al（OH）3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；②CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好 ‎（3）SiO2　由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000 ℃左右时不会熔化，因而不影响电解产物的纯度 方案二　（1）①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ‎②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓‎ ‎（2）Al（OH）3只能溶于强碱，不能溶于氨水，不能将Fe（OH）3和Al（OH）3分离 ‎14.二氯二氢硅（SiH2Cl2）常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为8.2 ℃。在铜催化作用下，HCl与硅在250～260 ℃反应可以制得SiH2Cl2。‎ ‎（1）利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCl，利用了浓硫酸的　　　　性。‎ ‎（2）D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为_________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎（3）按照气体从左到右的方向，制取SiH2Cl2的装置（h处用止水夹夹好）连接次序为a→（　　）→（　　）→（　　）→（　　）→（　　）→（　　）→（　　）（填仪器接口的字母，其中装置C用到2次）。‎ ‎（4）按从左到右的顺序，前面装置C中装的药品为　　　　，后面装置C的作用为____________________________________________________。‎ ‎（5）反应除生成二氯二氢硅之外，还会生成H2和　　　　、　　　　等。‎ ‎（6）新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350 ℃反应生成SiCl4，然后再与HCl在250～260 ℃反应，可以大大提高产率。如果通入气体次序相反，结果会________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________（用化学方程式表示）。‎ 解析　（1）浓硫酸有吸水性，使浓盐酸更易挥发出HCl。（2）利用原子守恒法配平。（3）A装置制取HCl，连接C装置干燥，从f进入D中反应，SiH2Cl2从g处挥发出来，在B装置中收集，SiH2Cl2的密度比空气大，导气管应长进短出，为防止空气中的水进入B中，则应在B后接干燥管。（4）前面的装置C是用来干燥氯化氢气体的，应选用P2O5或CaCl2，后面装置C的作用为尾气处理和防止空气中的水进入B中。（6）如果通入气体次序相反，SiH2Cl2会与Cl2继续反应，生成SiCl4、SiHCl3。‎ 答案　（1）吸水　（2）Si＋2HClSiH2Cl2　（3）d　e　f　g　b　c　d　（4）P2O5或CaCl2　尾气处理和防止空气中的水进入B中　（5）SiCl4　SiHCl3‎ ‎（6）SiH2Cl2＋2Cl2SiCl4＋2HCl（或SiH2Cl2＋Cl2SiHCl3＋HCl）‎