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第四单元 物质结构和元素周期律
第1课 元素周期表（二）
一、基础巩固
1．Co具有放射性，可以代替X射线检查物体内部的结构。下列关于Co的说法中不正确的是（ ）
A．电子数为33 B．质子数为27 C．质量数为60 D．中子数为33
【答案】A
【解析】A.Co的电子数为27，故A错误；
B.Co的质子数为27，故B正确；
C.Co的质量数为60，故C正确；
D.Co的中子数为60﹣27＝33，故D正确；
故选：A。
2．多电子的基态原子中，电子填充轨道能级的先后次序为（ ）
A．3d、3p、4s B．3p、4s、3d C．4s、3p、3d D．3p、3d、4s
【答案】B
【解析】多电子的基态原子中，3p、3d、4s电子填充轨道能级的先后次序为3p、4s、3d，
故选：B。
3．若将基态6C的电子排布式写成1s22s22p2x，它违背了（ ）
A．能量守恒原理 B．泡利原理
C．能量最低原理 D．洪特规则
【答案】D
【解析】C原子2p能级上有3个轨道，2p能级上有2个电子，2个电子应该排在2个不同的轨道上，且自旋方向相同，基态6C的电子排布式写成1s22s22p2x，它违背了洪特规则，
故选：D。
4．“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。Pu的质子数是（ ）
A．238 B．94 C．144 D．332
【答案】B
【解答】解；Pu的质子数是94，
故选：B。
5．下列有关元素周期表的说法不正确的是（ ）
A．元素周期表中含元素最多的族是第ⅢB族
B．除短周期外，其他周期分别有18、18、32、32种元素
C．副族元素既有金属元素又有非金属元素
D．0族元素包括：He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn、Og（，ào）
【答案】C
【解析】A．第ⅢB族含锕系元素和镧系元素，则含元素最多的族是第ⅢB族，故A正确；
B、4、5周期均含有18种元素，但是第六周期含有32种元素，故B正确；
C、副族元素都是金属元素，故C错误；
D、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn、Og（，ào）是稀有气体，则0族元素包括：He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn、Og（，ào），故D正确；
故选：C。
6．2019年的全国高考与传统节日端午节相遇。端午节习俗之一是喝雄黄酒。雄黄是As4S4，其中元素As的原子序数比S的两倍多1．下列说法正确的是（ ）
A．气态氢化物稳定性：As＞S
B．As元素在周期表中位置为ⅦA族
C．As最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．As位于金属与非金属分界线附近
【答案】D
【解析】雄黄是As4S4，其中元素As的原子序数比S的两倍多1，核电荷数为33，原子序数33号元素，位于第四周期，第ⅤA族，
A．非金属性越强，对应氢化物稳定性越强，非金属性，As＜S，气态氢化物稳定性：As＜S，故A错误；
B．As元素核电荷数为33，在周期表中位置为第四周期，第ⅤA族，故B错误；
C．同主族非金属性减弱，非金属性P＞As，P的最高价含氧酸磷酸为弱酸，As最高价氧化物对应的水化物为弱酸，故C错误；
D．周期表结构得到，As位于金属与非金属分界线附近，故D正确；
故选：D。
7．（1）X表示原子：
①AXn+共有x个电子，则该阳离子的中子数N＝ 。
②12C16O2分子中的中子数N＝ 。
③A2﹣原子核内有x个中子，其质量数为m，则ngA2﹣所含电子的物质的量为 。
（2）某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图是 。
（3）已知某粒子的结构示意图为
试回答：①当x﹣y＝10时，该粒子为 （填“原子”、“阳离子”或“阴离子”）。
②写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式 。
【答案】（1）①根A﹣x﹣n；
②22；
③（m﹣x+2）mol；
（2）故答案为：；
（3）①原子；
②Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O。
【解析】（1）①根据在阳离子中：核电荷数＝质子数＝核外电子数+所带电荷数，即核电荷数＝质子数＝x+n，又根据质量数＝质子数+中子数，即中子数＝质量数﹣质子数＝A﹣（x+n），故答案为：A﹣x﹣n；
②根据12C中核电荷数＝质子数＝核外电子数＝6，再根据18O中核电荷数＝质子数＝核外电子数＝8，所以12C18O2分子中，电子数为6+8×2＝22，
故答案为：22；
③元素A的质量数为m，A2﹣离子的原子核内有x个中子，则A的质子数为m﹣x，所以A2﹣中核外电子数为m﹣x+2，
n（A2﹣）＝mol，
则n克A2﹣离子中包含电子个数是mol×（m﹣x+2）×NA/mol＝（m﹣x+2）mol；
故答案为：（m﹣x+2）mol；
（2）设：核电荷数＝质子数＝a，元素原子的电子层数为x，最外层电子数为y，依题意：a＝5x，a＝3y，则5x＝3y，x＝，因原子的最外层电子数不超过8，即y为1～8的正整数，故仅当y＝5，x＝3合理，该元素的核电荷数为15，该元素的原子结构示意图是：，故答案为：；
（3）①当x﹣y＝10时，核内质子数为x，核外电子数为2+8+y，两者相等，所以该粒子为原子，
故答案为：原子；
②y＝3时是Al原子，y＝7是Cl，元素最高价氧化物对应水化物分别是Al（OH）3和HClO4，发生反应的离子方程式为：Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O。
故答案为：Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O。
二、拓展提升
8．在原子序数为1～18的元素中（用化学符号填写）：
（1）与水反应最剧烈的金属单质是 。
（2）与水反应最剧烈的非金属单质是 。
（3）在室温下有颜色的气体单质是 和 。
（4）在空气中容易自燃的单质是 。
（5）原子半径最大的元素原子结构示意图是 。
（6）原子半径最小的元素是 。
（7）气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是 。
（8）最稳定的气态氢化物的化学式是 。
（9）最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是 。
（10）写出四核18电子且既含有极性键又含有非极性键的物质的结构式 ，写出四核10电子物质的电子式 。
【答案】（1）Na；
（2）F2；
（3）F2、Cl2；
（4）P4；
（5）；
（6）H；
（7）N；
（8）HF；
（9）HClO4；
（10）H﹣O﹣O﹣H；
【解析】（1）与水反应最剧烈的金属单质是钠，故答案为：Na；
（2）与水反应最剧烈的非金属单质是氟，故答案为：F2；
（3）在室温下有颜色的气体单质是氟气和氯气，分别为浅黄绿色和黄绿色故答案为：F2、Cl2；
（4）在空气中容易自燃的单质名称是白磷，故答案为：P4；
（5）金属钠原子核外电子排布式为：；
（6）原子半径最小的元素是H；
（7）气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是N；
（8）F的非金属性最强，则最稳定的气态氢化物的化学式是HF；
（9）最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素是Cl，则HClO4酸性最强；故答案为：HClO4；
（10）既含有极性共价键又含有非极性共价键的是双氧水，结构式为：H﹣O﹣O﹣H，四核10电子物质是氨气，氨气的电子式为：。
9．回答下列问题：
（1）锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。下列有关锂及其化合物的叙述不正确的是 。
A．Li2SO4难溶于水
B．Li与N2反应产物是Li3N
C．LiOH难溶于水
D．LiOH与Li2CO3受热都易分解
（2）与铝位于对角线位置的第二周期元素是Be，能区别Be（OH）2和Mg（OH）2的一种试剂是 ，反应的离子方程式为 。
（3）门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。例如，他预测在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，后来被法国化学家于1875年发现，命名为镓。它在周期表中的位置是 。
（4）关于与镓同主族的第六周期元素性质的推测中不正确的是 。
A．单质是银白色较软的金属
B．其氢氧化物是两性氢氧化物
C．在化合物中显+3价
D．单质与盐酸的反应比铝剧烈
（5）写出短周期主族元素中原子半径最大的原子的单质在空气中加热条件下反应产物的电子式 。
【答案】（1）A
（2）NaOH溶液或KOH溶液；Be（OH）2+2OH﹣＝BeO22﹣+2H2O
（3）第四周期ⅢA族
（4）B
（5）
【解析】（1）A．MgSO4为易溶物，根据对角线规则可知，Li2SO4易溶于水，故A符合题意；
B．Mg能与N2在点燃条件下生成Mg3N2，根据根据对角线规则可知，Li与N2反应产物是Li3N，故B不符合题意；
C．Mg（OH）2为难溶物，根据根据对角线规则可知，LiOH难溶于水，故C不符合题意；
D．Mg（OH）2和MgCO3在加热条件下均会分解生成MgO，根据根据对角线规则可知，LiOH与Li2CO3受热都易分解，故D不符合题意；
故答案为：A；
（2）由Al（OH）3具有两性可知，Be（OH）2具有两性，能够与强碱物质反应，而Mg（OH）2不与强碱反应，因此可采用NaOH溶液或KOH溶液等强碱鉴别；由Al（OH）3与强碱物质反应的方程式类比可知，Be（OH）2与强碱物质反应的离子方程式为：Be（OH）2+2OH﹣＝BeO22﹣+2H2O，
故答案为：NaOH溶液或KOH溶液；Be（OH）2+2OH﹣＝BeO22﹣+2H2O；
（3）铝位于元素周期表中第三周期ⅢA族，则位于铝正下方元素位于第四周期ⅢA族。
（4）A．与镓同主族的第六周期元素为铊，单质为银白色，质软，故A不符合题意；
B．氢氧化物为两性的物质位于金属和非金属的临界处，如硼铝硅锗砷等，镓不是两性物质，其氢氧化物也不是两性氢氧化物，故B符合题意；
C．镓与铝同主族，具有相同的最外层电子数，所以铊在化合物中也显+3价，故C不符合题意；
D．同主族元素自上到下金属性递增，与盐酸反应的剧烈程度递增，故D不符合题意；
故答案为：B；
（5）短周期主族元素中原子半径最大的原子是Na，其在空气中加热生成物为Na2O2，其电子式为：。
10．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：
Ⅰ．探究同周期元素性质的递变规律
（1）相同条件下，将钠、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的稀盐酸中，试预测实验结果： 与稀盐酸反应最剧烈； 与稀盐酸反应产生的气体最多。
（2）向Na2SiO3溶液中加入稀H2SO4出现白色沉淀，可证明S的非金属性比Si强，反应的离子方程式为 。
Ⅱ．探究同主族元素非金属性的递变规律
某研究性学习小组设计了一组实验来探究ⅦA族元素原子的得电子能力强弱规律。图中A、B、C是三个可供选择制取氯气的装置，装置D的玻璃管中①、②处依次放置蘸有NaBr溶液、NaOH浓溶液的棉球。
（3）写出装置B中仪器a的名称 。
（4）实验室制取氯气还可采用如下原理：2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，依据该反应原理选择 （填“A”或“B”或“C”）装置制取氯气。
（5）反应装置的导气管连接装置D的X导管，①处发生反应的离子方程式为： 。②处发生反应的离子方程式为： 。
【答案】Ⅰ．（1）钠；铝
（2）SiO32﹣+2H+＝H2SiO3↓
Ⅱ．（3）分液漏斗
（4）A
（5）①C12+2Br﹣＝2Cl﹣+Br2
②Cl2+2OH﹣＝Cl﹣+ClO﹣+H2O
【解析】Ⅰ．（1）同周期从左向右，随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐减弱，钠、镁、铝属于同一周期，且原子序数逐渐增大，或根据金属活动性顺序表金属活泼性顺序可知：金属活泼性：钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钠，反应速率最慢的是铝；生成1mol氢气需要得到2mol电子，1mol钠都失去1mol电子，1mol镁失去2mol电子，而1mol铝失去3mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝。
（2）向Na2SiO3溶液中加入稀H2SO4出现白色沉淀生成硅酸，利用强酸制弱酸，反应的离子方程式为：SiO32﹣+2H+＝H2SiO3↓。
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