高考化学7元素专题

 

1、(14分)

下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:

(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序是__________________。

(2)②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是______________。

(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式:______________。

(4)由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)______________。

a.MnO2b.FeCl3c.Na2SO3d.KMnO4

(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:

X溶液与Y溶液反应的离子方程式为______________,N→⑥的单质的化学方程式为______________,常温下,为使0.1 mol/L M溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的Y溶液至______________。

2、(14分)

X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大,X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素,M是地壳中含量最高的金属元素。

回答下列问题:

(1)L的元素符号为________;M在元素周期表中的位置为________;五种元素的原子半径从大到小的顺序是____________(用元素符号表示)。

(2)Z、X两元素按原子数目比1∶3和2∶4构成分子A和B,A的电子式为__________,B的结构式为_______________________________________________________。

(3)硒(Se)是人体必需的微量元素,与L同一主族,Se原子比L原子多两个电子层,则Se的原子序数为________,其最高价氧化物对应的水化物化学式为________________。该族2~5周期元素单质分别与H2反应生成1 mol气态氢化物的反应热如下,表示生成1 mol硒化氢反应热的是________(填字母代号)。

-1-1a.+99.7 kJ·molB.+29.7 kJ·mol

-1-1c.-20.6 kJ·molD.-241.8 kJ·mol

(4)用M单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶物R,R

受热分

解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式:______________;由R生成Q的化学方程式:__________________。

3、(14分)

图中X、Y、Z为单质,其他为化合物,它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中,A俗称磁性氧化铁;E是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。

回答下列问题:

(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是__________;M中存在的化学键类型为______;R的化学式是__________。

(2)一定条件下,Z与H2反应生成ZH4。ZH4的电子式为__________。

(3)已知A与1 mol Al反应转化为X时(所有物质均为固体),放出a kJ热量,写出该反应的热化学方程式:

________________________________________________________________________。

(4)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式:

________________________________________________________________________。

(5)向含4 mol D的稀溶液中,逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种,请在

2+2+坐标系中画出n(X)随n(X)变化的示意图,并标出n(X)的最大值。

4.(14分)X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。

请回答下列问题:

(1)Y在元素周期表中的位置为______。

(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是______(写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是______(写化学式)。

(3)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有______(写出其中两种物质的化学式)。

(4)X2M的燃烧热?H=-a kJ·mol-1,写出X2M燃烧反应的热化学方程式

________________________________________________________________________。

(5)ZX的电子式为______;ZX与水反应放出气体的化学方程式为________________________________________。

(6)熔融状态下,Z的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:2Z+FeG2Fe+2ZG

放电时,电池的正极反应式为____________;充电时,______(写物质名称)电极接电源的负极:该电池的电解质为______。

5.(2013天津理综,7)(14分)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0;Q与X同主族;Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。

请回答下列问题:

(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)______________。

(2)X与Y能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是(写分子式)____________。

(3)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系:

(在水溶液中进行)

其中,C是溶于水显酸性的气体;D是淡黄色固体。

写出C的结构式:____________;D的电子式:____________。

①如果A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,则A的化学式为____________;由A转化为B的离子方程式为______________________________。

②如果A由三种元素组成,B由四种元素组成,A、B溶液均显碱性。用离子方程式表示A溶液显碱性的原因:______________________。A、B浓度均为0.1 mol·L-1的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序是______________;常温下,在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶质的主要成分有________。

6.(14分)元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:

(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是________。

a.原子半径和离子半径均减小

b.金属性减弱,非金属性增强

c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强

d.单质的熔点降低

(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为________,氧化性最弱的简单阳离子是________。

(3)已知:

2电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是____________________________。

(4)晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:

写出SiCl4的电子式:________;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式:______________________________。

(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是________。 a.NH3b.HI

c.SO2d

CO2

(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式:______________。

7.(14分)随原子序数的递增,八种短周期元素(用字母X表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。

根据判断出的元素回答问题:

(1)f在元素周期表的位置是____________。

(2)比较d、e常见离子的半径的大小(用化学式表示,下同):________>________;比较g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱是:________>________。

(3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物,写出其电子式________。

(4)已知1 mol e的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:________________________。

(5)上述元素可组成盐R:zx4f(gd4)2,向盛有10 mL 1 mol·L1R溶液的烧杯中滴加1mol·L-

-1 NaOH溶液,沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下:

①R溶液中,离子浓度由大到小的顺序是:________________。 ②写出m点反应的离子方程式_____________________________ ________________________________________________________。

③若在R溶液中改加20 mL 1.2 mol·L1 Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀-

的物质的量为________ mol。

答案解析

1、(14分) (1)Na>Al>O

(2)HNO3>H2CO3>H2SiO3

(4)a b

(5)Al+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+33+

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

溶液的pH等于7

解析:由各元素在周期表中的位置可确定各元素,进而对(1)(2)作答;(3)含有离子键又含共价键的化合物,一般含活泼金属元素如钠,且含有原子团,如NaOH、NaClO、NaClO3等;(4)液态易分解化合物为H2O2,H2O2分解可用MnO2、FeCl3等作催化剂;(5)⑥为Al,逆推知N为Al2O3,Z为Al(OH)3,仅含非金属元素的盐为铵盐,则X、Y为铝盐和氨水。由转化关系可推知X、Y中有一种为AlCl3溶液,则M为NH4Cl溶液,因

NH3·H2O+H,使得c(

据电荷守恒关系式c(

性时,c(-+-水解,+H2O)<c(Cl),向NH4Cl溶液中加氨水,使水解平衡向左移动,)+c(H)=c(OH)+c(Cl),当c(H)=c(OH)即溶液呈中+--+-)=c(Cl)。

2、(14分) (1)O 第三周期第ⅢA族 Al>C>N>O>H

(2)

(3)34 H2SeO4 b

(4)Al+3HCO-3e===Al(OH)3↓+3CO2↑

〔或Al-3e===Al、Al+3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑〕

2Al(OH)3Al2O3+3H2O -3+3+-

解析:M是地壳中含量最高的金属元素,所以M为铝,X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素,且原子序数依次增大,所以X、Y、Z、L分别是氢、碳、氮、氧;把Y、Z、L、M分别放入元素周期表中,原子半径Al>C>N>O,H的原子半径最小;(2)依据一个N原子形成三个共价键,一个H原子形成一个共价键,进行组合;(3)根据元素周期表的结构可知过渡元素右边的元素原子的原子序数,第三周期比第二周期多8、第四周期比第三周期多18

所以Se的原子序数=8+8+18=34,依据H2SO4书写Se的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4,同一主族的元素单质从上往下与氢气反应越来越难,所以放出的热量越来越

3+少,反应热越来越大,b正确;(4)Al作阳极失电子,生成Al,与溶液中HCO发生双水解

反应。

3、(14分) (1)第二周期第ⅥA族 离子键、共价键 H2SiO3(或H4SiO4)

(2)

(3)8Al(s)+3Fe3O4(s)===9Fe(s)+4Al2O3(s) ΔH=-8a kJ·mol

(4)3Fe3O4+28H+NO===9Fe+NO↑+14H2O

(5) +3+-1

解析:俗称磁性氧化铁的物质为Fe3O4,则A应为Fe3O4;能与氢氟酸反应,且不溶于水的酸性氧化物应是SiO2,则E为SiO2;X、Y、Z均为单质,X与Y反应得A,Y与Z反应得E,则可推出X为Fe,Y为O2,Z为Si。NO、O2、H2O反应生成HNO3,则D为HNO3;E与NaOH反应生成Na2SiO3,则M为Na2SiO3;HNO3与Na2SiO3反应生成H2SiO3,则R为H2SiO3(H4SiO4)。(1)氧元素在周期表中的位置为第二周期第ⅥA族。Na2SiO3中存在的化学键类型为:离子键、共价键。(2)SiH4的结构与CH4类似,其电子式为。(3)由题意可写出该反应的

-1热化学方程式为:8Al(s)+3Fe3O4(s)===9Fe(s)+4Al2O3(s) ΔH=-8a kJ·mol。(4)Fe3O4

中含有+2价的铁元素,+2价铁能被稀硝酸氧化为+3价,稀硝酸被还原为NO,离子方程式为3Fe3O4+28H+NO===9Fe+NO↑+14H2O。(5)稀硝酸中加入少量铁粉时先生成Fe+3+2+2++3+3,当铁粉过量时,Fe与Fe反应生成了Fe,所以图像中开始应没有Fe,随着铁粉的增

2+多,HNO3反应完后才开始生成Fe。可用总的反应方程式表示此过程:3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2

+2NO↑+4H2O,则n(Fe)=4 mol×

4.答案:(1)第二周期第ⅥA族

(2)HClO4 H2S

(3)Cl2、ClO2、O3(任写两种)

(4)H2S(g)+2+=1.5 mol,即n(Fe)最大值为1.5 mol。 2+3-O2(g)===H2O(l)+SO2(g) ?H=-a kJ·mol1

2

(5)

+- NaH+H2O===NaOH+H2↑ (6)Fe2+2e===Fe 钠 β-Al2O3

解析:五种短周期元素,原子序数依次增大,X、Z同主族,可形成离子化合物ZX,可判断X为氢,Z为钠;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子,可判断Y为氧,M为硫,则G为氯。

(1)Y(氧)在周期表中第二周期第ⅥA族。

(2)上述元素中非金属性最强的为Cl,所以其最高价氧化物对应的水化物HClO4酸性最强,非金属气态氢化物中还原性最强的是H2S。

(3)氧、氯的单质或两者的化合物中可用作自来水消毒剂的是Cl2、O3、ClO2等。

(4)H2S(g)+3-O2(g)===H2O(l)+SO2(g) ?H=-a kJ·mol1。 2

,与水反应的化学方程式为NaH+H2O===NaOH+H2↑。

Fe+2NaCl,放电时,正极发生还原反应:Fe2+2e+

+-(5)NaH的电子式(6)对充电电池反应2Na+FeCl2-===Fe;充电时,接电源负极的阴极发生还原反应:2Na+2e===2Na,所以钠电极接电源

负极,在该电池中β-Al2O3为导电介质。

5.答案:(1)Na>Al>C>O>H

(2)C2H2

(3)O===C===O

??①NaAlO2 AlO?

2+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3[或2AlO2+3H2O+

CO2===2Al(OH)3↓+CO23] -

2?②CO3+H2O

+-?+OH HCO3-+?2?c(Na)>c(HCO3)>c(CO3)>c(OH)>c(H)

NaCl、NaHCO3、CO2(或H2CO3)

解析:由题意可推知X、Y、Z、Q、R五种元素分别为:H、C、O、Na、Al。

(1)五种元素原子半径由大到小的顺序为Na>Al>C>O>H。

(2)C2H2中既含有极性键又含有非极性键,且相对分子质量最小。

(3)C是溶于水显酸性的气体,则C为CO2,其结构式为O===C===O,D为淡黄色固体,则D是Na2O2,其电子式为。

①由题意知A为NaAlO2,B为Al(OH)3,则A转化为B的离子方程式为AlO?

2+2H2O

?2?+CO2===Al(OH)3↓+HCO3或2AlO?

2+3H2O+CO2===2Al(OH)3↓+CO3。

2?②由题意知A为Na2CO3、B为NaHCO3,A显碱性的原因是CO3+H2O

-?HCO3++OH;Na2CO3与NaHCO3等浓度的混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na)>?2?c(HCO3)>c(CO3)>c(OH)>c(H)。在混合溶液中滴加稀盐酸,若Na2CO3与NaHCO3-+

完全反应,则所得溶液因溶解了生成的CO2而显酸性;若溶液呈中性,则溶液中应含有NaHCO3,所以溶质的主要成分有NaCl、NaHCO3、CO2(或H2CO3)。

6.(14分)答案:(1)b(2)氩 Na(或钠离子)

(3)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本 AlCl3是共价化合物,熔融态难导电 +

(4)

SiCl4(g)+2H2(g)

ΔH=+0.025a kJ·mol1 -Si(s)+4HCl(g)

(5)b

(6)4KClO3KCl+3KClO4

解析:(1)第三周期元素从左到右原子半径依次减小,阳离子半径小于阴离子半径,a错误;b正确;应该是最高价氧化物对应的水化物,c错误;其中Si晶体熔点最高,d错误。

(2)第三周期中单质的还原性最强的为钠,其阳离子氧化性最弱。

(3)MgCl2、MgO均为离子化合物,且MgCl2熔点低,容易熔化;AlCl3是共价化合物,熔融状态下不导电,只能用Al2O3。

1.12?103g(4)1.12 kg纯硅物质的量为n(Si)==40 mol,则生成1 mol Si吸收的热量为-128g?mol

a kJ,热化学方程式为SiCl4(g)+2H2(g)40

-1Si(s)+4HCl(g) ΔH=+a kJ·mol40。

(5)碱性气体NH3不能用浓硫酸、P2O5干燥,非还原性酸性气体CO2可用两种干燥剂干燥,还原性气体SO2可用浓硫酸干燥,还原性气体HI与浓硫酸反应。

(6)无氧酸盐为KCl,则另一种盐中氯元素化合价升高,只能为KClO4,根据得失电子守恒,4KClO3KCl+3KClO4。

7.解析:根据图中八种短周期元素原子半径的相对大小,最高正价或最低负价的变化,判断出x是H,y是C,z是N,d是O,e是Na,f是Al,g是S,h是Cl。

(1)f是Al,在元素周期表中位于第三周期ⅢA族。

(2)O2和Na的核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故r(O2)>r(Na);元素-+-+

的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:Cl>S,故酸性:HClO4>H2SO4。

(3)八种短周期元素组成的四原子共价化合物有NH3、H2O2、C2H2等,它们的电子式分别为等。

(4)1 mol Na在O2中完全燃烧生成Na2O2放出热量为255.5 kJ,则该反应的热化学方程式为

2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH=-511 kJ·mol1。 -

(5)盐R的化学式为NH4Al(SO4)2。①因为Al(OH)3的碱性比NH3·H2O的碱性弱,故Al3+3的水解程度大于NH4的水解程度,溶液呈酸性,离子浓度大小顺序为c(SO24)>c(NH4)>c(Al+-++)>c(H)>c(OH)。②向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液,由图像分析,先发生Al3++-+

-+--3OH===Al(OH3)↓,之后是NH4+OH===NH3·H2O,最后是沉淀的溶解:Al(OH)3+OH-+-===AlO2+2H2O,故m点的离子反应为NH4+OH===NH3·H2O。③因NH4Al(SO4)2的物质的量为0.01 L×1 mol·L1=0.01 mol,Ba(OH)2的物质的量为0.02 L×1.2 mol·L1=0.024 mol,--

22产生沉淀的反应有两类,一是SO22=0.02 mol,0.02 4+Ba===BaSO4↓,n(SO4)=0.01 mol×-+-

mol<0.024 mol,故n(BaSO4)=0.02 mol;二是OH参与的反应,

Al3 + 3OH=== Al(OH)3↓ +--

0.01 mol 0.03 mol 0.01 mol

OH余0.024 mol×2-0.03 mol=0.018 mol,之后发生反应:NH4+OH===NH3·H2O,n(NH4)=0.01 mol,再消耗OH0.01 mol,则剩余OH为0.018 mol-0.01 mol=0.008 mol,最后发生沉淀的溶解:Al(OH)3+OH===AlO2+2H2O,OH为0.008 mol,溶解Al(OH)30.008 mol,则剩余Al(OH)3为0.01 mol-0.008 mol=0.002 mol。溶液中产生沉淀的物质的量为0.02 mol+0.002 mol=0.022 mol。

答案:(1)第三周期ⅢA族 (2)r(O2) r(Na) HClO4>H2SO4 -+---+---+-

(3)

(4)2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH=-511 kJ·mol1 -等其他合理答案均可)

3(5)①c(SO24)>c(NH4)>c(Al)>c(H)>c(OH) -+++-

②NH4+OH===NH3·H2O

③0.022 +-

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