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- 2021-08-24 发布
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课时跟踪检测(五) 研究同主族元素的性质
学业水平考试达标练
1.下列各性质中不符合图示关系的是( )
A.还原性 B.与水反应的剧烈程度
C.熔点 D.原子半径
解析:选C 题图中表示碱金属的某项性质随核电荷数的增大而逐渐增大或升高。随核电荷数增大,碱金属元素原子半径逐渐增大,还原性增强,单质与水反应的剧烈程度增大,熔点逐渐降低,故选C。
2.下列关于ⅦA族元素的说法中不符合递变规律的是( )
A.F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B.F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强
C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
D.HF、HCl、HBr、HI水溶液的酸性逐渐减弱
解析:选D 从F到I原子半径逐渐增大,单质的氧化性逐渐减弱,则其对应阴离子的还原性逐渐增强,故A、B两项均正确;从F到I,其气态氢化物的热稳定性逐渐减弱,C项正确;F-半径较小,与H结合稳定,HF在水中难以电离出H+,为弱酸,故酸性强弱关系为HFr(Z)
B.元素的非金属性:Y>M
C.Y元素的最高化合价为+7价
D.Z的最高价氧化物的水化物为强酸
解析:选B 由题意推出X、Y、Z、M分别为C、F、Si、S元素。同主族元素原子半径从上往下依次增大,选项A错误;元素周期表越向右上角非金属性越强,选项B正确;F元素没有最高正价,选项C错误;Si最高价氧化物对应的水化物为H2SiO3,是弱酸,选项D错误。
8.(2019·北京西城区高一期末)下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A.与水反应,Cs比Na剧烈
B.与H2反应,F2 比Cl2容易
7
C.碱性:NaOH>Al(OH)3
D.酸性:HCl>H2CO3
解析:选D 元素的金属性:Cs>Na,元素的金属性越强,与水发生反应置换出氢气就越剧烈,所以与水反应,Cs比 Na剧烈,可以用元素周期律解释,A不符合题意;元素的非金属性:F>Cl,元素的非金属性越强,其单质与氢气反应越容易,因此与H2反应,F2 比Cl2容易,可以用元素周期律解释,B不符合题意;元素的金属性:Na>Al,元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,所以碱性:NaOH>Al(OH)3,可以用元素周期律解释,C不符合题意;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,因此可证明酸性:HClO4>H2CO3,不能用元素周期律证明酸性:HCl>H2CO3,D符合题意。
9.(2019·青岛高一期末)下列说法正确的是( )
A.N和O属于第2周期元素,N原子半径比O大
B.酸性:盐酸>氢硫酸,所以,非金属性:Cl>S
C.C和Si属于ⅣA族元素,SiH4比CH4稳定
D.N和P属于ⅤA族元素,HNO3酸性比H3PO4弱
解析:选A N和O属于第2周期元素,同周期从左向右原子半径依次减小,N原子半径比O大,故A正确;元素最高价氧化物对应水化物酸性越强,非金属性越强,HCl中Cl不是最高价,H2S中S不是最高价,因此无法比较Cl和S的非金属性,故B错误;非金属性越弱,其气态氢化物的稳定性越弱,同主族从上到下非金属性逐渐减弱,即C的非金属性强于Si,即CH4比SiH4稳定,故C错误;非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物酸性越强,N的非金属性强于P,即HNO3的酸性比H3PO4强,故D错误。
10.下列关于物质性质变化的比较,不正确的是( )
A.稳定性强弱:HF>HCl>HBr>HI
B.原子半径大小:Na>S>O
C.碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH
D.还原性强弱:F->Cl->I-
解析:选D F、Cl、Br、I位于同一主族,原子序数逐渐增大,所以根据同一主族元素性质的递变规律可知,氢化物稳定性的强弱顺序是HF>HCl>HBr>HI,A正确;Na 与 S位于同一周期,从左到右原子半径逐渐变大,所以Na>S,而S 和 O位于同一主族,从上到下原子半径逐渐增大,所以S>O,B正确;Li、Na、K 位于同一主族,且均为金属,从上到下金属性逐渐增强,所以碱性:KOH>NaOH>LiOH,C正确;F2、Cl2、Br2的氧化性逐渐减弱,所以对应离子的还原性逐渐增强,D不正确。
11.某主族元素的原子最外层是第5层,其上有1个电子,下列描述中正确的是( )
A.常温下,其单质与水反应不如钠与水反应剧烈
B.其原子半径比钾原子半径小
7
C.其碳酸盐易溶于水
D.其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解
解析:选C 由主族元素原子的第5电子层上只有一个电子可知:该元素位于周期表第5周期ⅠA族,为Rb(铷)。由同一主族元素性质递变规律可知,Rb的金属性强于Na,故其与水的反应比Na更剧烈,A错误;Rb、K同主族,且Rb比K多一个电子层,则Rb的原子半径比K的原子半径大,B错误;由Na2CO3、K2CO3均易溶于水,可类推出Rb2CO3也应易溶于水,C正确;RbOH的碱性强于NaOH,因NaOH可使Al(OH)3溶解,则RbOH也一定能使Al(OH)3溶解,D错误。
12.(2018·广东学业水平考试)甲~辛均为人体必需的短周期非金属元素,在周期表中的相对位置如图,下列判断错误的是( )
A.非金属性:丙>庚
B.原子半径:甲>乙
C.原子最外层电子数:辛>己
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:戊>乙
解析:选D 由短周期非金属元素甲~辛在元素周期表中的相对位置可知甲~丁位于第2周期,戊~辛位于第3周期。同主族从上到下非金属性逐渐减弱,则非金属性:丙>庚,A正确;同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,原子半径:甲>乙,B正确;同周期元素从左到右原子最外层电子数逐渐增多,原子最外层电子数:辛>己,C正确;非金属性:乙>戊,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,D错误。
13.(2019·德州高一期中)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知( )
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C.X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
解析:选A 根据题给信息知W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,则W为氮元素;结合四种短周期元素在元素周期表中的相对位置判断,X为氧元素,Y为硫元素,Z为氯元素。非金属性:O>Cl>S,最简单氢化物稳定性最弱
7
的是S,A正确;同主族元素从左向右元素的非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,故高氯酸的酸性一定强于硫酸,其他含氧酸则不一定,B错误;同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱,形成的阴离子还原性逐渐增强,故O2—还原性弱于S2—,C错误;氯气中氯元素为0价,是氯元素的中间价态,在化学反应中既可表现氧化性又能表现还原性,D错误。
14.下表为元素周期表的一部分,请回答有关问题:
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
二
①
②
三
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
四
⑨
⑩
(1)⑤和⑧的元素符号是________和________。
(2)表中最活泼的金属是________,得电子能力最强的元素是________(填元素符号,下同)。
(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是________,分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式:_______________________________
________________________________________________________________________。
(4)请设计一个实验方案,比较⑦、⑩单质氧化性的强弱:_______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由⑤和⑧元素的位置可知⑤为Si,⑧为Ar。(2)同一周期,从左到右,元素原子得电子能力逐渐增强;同一主族,从上到下,元素原子失电子能力逐渐增强,故最活泼的金属是⑨(即K),得电子能力最强的元素是②(即F)。(4)⑦、⑩元素形成的单质分别为Cl2和Br2,可利用单质间的置换反应来比较两者氧化性的强弱。
答案:(1)Si Ar (2)K F
(3)Al 2Al(OH)3+3H2SO4===Al2(SO4)3+6H2O,
Al(OH)3+KOH===K[Al(OH)4]
(4)向NaBr溶液中通入适量Cl2后,溶液由无色变为橙红色,再向反应后的溶液中加入CCl4振荡后分层,下层CCl4层呈橙红色,可证明氯气的氧化性比溴强(合理即可)
15.某学生在做同主族元素性质递变规律的实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关的实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的:探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)实验用品:
仪器:试管、胶头滴管;
药品:新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳。
(3)实验内容(在下表横线中填写相关内容):
7
序号
实验方案
实验现象
①
向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制的氯水,振荡,再注入少量四氯化碳,振荡后静置
液体分为两层,下层呈________色
②
向盛有少量碘化钠溶液的试管中滴加少量溴水,振荡,再注入少量四氯化碳,振荡后静置
液体分为两层,下层呈________色
(4)实验结论:_______________________________________________________。
(5)问题和讨论:
①上述两个实验中发生的反应的离子方程式分别为_____________________、________________________。
②请用结构理论简单说明得出上述结论的原因_________________________________
________________________________________________________________________。
③由于氟单质过于活泼,所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟的非金属性比氯强:___________________________________、
________________________________________________________________________。
解析:向NaBr溶液中加入氯水,发生的反应:Cl2+2Br-=== Br2+2Cl-,证明氧化性:Cl2>Br2;再加入CCl4后,振荡静置,溶液分层,上层近无色,下层呈橙红色。向NaI溶液中加入溴水,发生的反应:Br2+2I-===I2+2Br-,证明氧化性:Br2>I2;再加入CCl4后,振荡静置,溶液分层,上层近无色,下层呈紫红色。两个实验说明:同主族元素从上到下原子的得电子能力逐渐减弱。
答案:(3)①橙红 ②紫红
(4)同一主族元素从上到下原子的得电子能力逐渐减弱
(5)①Cl2+2Br-=== Br2+2Cl- 2I-+Br2===2Br-+I2
②同一主族元素,各元素最外层电子数相同,但从上到下,电子层数依次增多,原子半径依次增大,原子得电子能力逐渐减弱 ③HF的稳定性比HCl强 HClO4是酸性最强的含氧酸,而氟不存在HFO4 F2能置换出水中的氧,而Cl2不能置换出水中的氧(任答两项,其他合理答案也可)
16.(2019·北京西城区高一期末)有四种短周期元素,相关信息如下表。
元素
相关信息
A
气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂
B
单质的焰色反应为黄色
C
单质是黄绿色气体,可用于自来水消毒
7
D
-2价阴离子的电子层结构与Ar原子相同
请根据表中信息回答:
(1)A在周期表中位于第________周期________族。
(2)画出B与C形成化合物中两种离子的结构示意图:____________________。
(3)在元素C与D的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较强的是__________(填化学式)。
(4)已知硒(Se)与D同主族,且位于D下一个周期,根据硒元素在元素周期表中的位置推测,硒可能具有的性质是________。
a.原子序数为34
b.最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SeO4
c.Se的得电子能力比O强
d.气态氢化物的稳定性比氯化氢弱
e.SeO2既有氧化性又有还原性
解析:气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂,则该气体为NH3,A为N元素;B单质的焰色反应为黄色,说明B元素是Na元素;C元素的单质是黄绿色气体,可用于自来水消毒,则C元素是Cl元素;D元素的-2价阴离子的电子层结构与Ar原子相同,则D元素是S元素。(1)A是N元素,原子核外电子排布是2、5,根据原子结构与元素位置的关系可知N元素在周期表中位于第2周期ⅤA族。(2)Na原子最外层只有1个电子,容易失去形成Na+,Cl原子最外层有7个电子,容易获得1个电子形成Cl-,两种离子的结构示意图分别为
、。(3)元素的非金属性:Cl>S,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,所以在元素C与D的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较强的是HClO4。(4) a.硒元素与硫元素同主族,且位于硫元素下一个周期,即第4周期ⅥA族,氪元素的原子序数为36,故硒元素的原子序数为34,正确;b.硒元素的最高价氧化物对应水化物的化学式与硫酸相似,为H2SeO4,正确;c.同主族元素从上到下得电子能力逐渐减弱,故Se的得电子能力比O弱,错误;d.非金属性:Se<S<Cl,所以气态氢化物的稳定性:H2Se<H2S<HCl,正确;e.由于Se原子最外层有6个电子,最高为+6价,最低为-2价,而在SeO2中Se元素的化合价为+4价,处于该元素的最高化合价和最低化合价之间,因此既有氧化性又有还原性,正确。
答案:(1)2 ⅤA (2)、
(3)HClO4 (4)abde
7
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