第一章原子结构元素周期律第三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等级性测试鲁科版必修第二册
第3课时 预测元素及其化合物的性质
等级性测试
1．下列关于硅和二氧化硅的说法不正确的是( )
A．晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的固体
B．硅的化学性质很稳定，但自然界里无游离态的硅存在，常温下可与其他物质发生反应
C．硅和二氧化硅都能与NaOH溶液反应
D．工业上用焦炭在高温条件下还原二氧化硅来制备硅，说明通常情况下还原性C＞Si
解析：选D。自然界中硅只以化合态形式存在，硅可与HF、F2等反应。硅与NaOH溶液反应生成H2，SiO2是酸性氧化物，能与碱反应。通常情况下还原性C
HZ
D．c＝a－5
解析：选D。因为aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－具有相同的电子层结构，所以W、X比Y、Z多一个电子层，四种元素不在同一周期，且a>b>d>c，A项错误；W、X位于同一周期，a>b，则其单质的还原性：X>W，对应离子的氧化性：aW3＋＞bX＋，B项错误；Y、Z位于同一周期，d>c，非金属性：Z>Y，则气态氢化物的稳定性：HZ>H2Y，C项错误；aW3＋、cY2－的核外电子数相等，则有a－3＝c＋2，即c＝a－5，D项正确。
4．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表所示：
符号
X
Y
Z
W
原子半径/pm
160
143
70
66
主要化合价
＋2
＋3
＋5、＋3、－3
－2
下列说法中正确的是( )
A．一定条件下，Z的单质与W的常见单质直接生成ZW2
B．Z的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能发生化合反应
- 6 -
C．Y的最高价氧化物对应水化物能溶于氨水
D．相同条件下，X、Y的单质分别与盐酸反应时，后者反应剧烈些
解析：选B。根据题给数据，X、Y的化合价不同，但原子半径相差较小，可知两者位于同一周期且相邻，故金属性X>Y；根据Z、W的原子半径相差不大，化合价不同，且W只有负价，则W是O，Z是N，所以X是Mg，Y是Al。A.氮气与氧气直接化合生成NO，A错误；B.Z的最高价氧化物对应水化物硝酸与其氢化物氨能发生化合反应生成硝酸铵，B正确；C.Y的最高价氧化物对应水化物是氢氧化铝，其不能溶于氨水，C错误；D.镁的金属性强于铝，则相同条件下，X、Y的单质分别与盐酸反应时，前者反应剧烈些，D错误。
a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。下列叙述正确的是( )
A．原子半径：d>c>b>a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物的水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
解析：选B。解答本题的关键是确定b原子次外层有2个电子还是8个电子，若b原子次外层有2个电子，则a为He，与a为主族元素不符，故b原子次外层应有8个电子，即a原子核外有8个电子，a为O；结合c所在周期数与族数相同，可确定c为Al；再结合b原子次外层有8个电子，可推出b可能为Na或Mg；d与a同族，则d为S。原子半径：Na(或Mg)>Al>S>O，A项错误；同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，即金属性：Na(或Mg)>Al，B项正确；Al2O3对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3是两性氢氧化物，C项错误；同主族元素自上而下，非金属性逐渐减弱，则对应单质的氧化性逐渐减弱，即氧化性：O2>S，D项错误。
甲～辛等元素在周期表中相对位置如图。甲与戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素。下列判断正确的是( )
A．金属性：甲＞乙＞丁
B．原子半径：辛＜己＜戊
C．丙与庚的原子核外电子数相差13
D．单质乙与硫酸铜溶液反应会置换出红色的铜
解析：选C。由戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，知戊为C，甲与戊的原子序数相差3，故甲为Li。甲、乙、丙同主族，则乙为Na，丙为K，丁为Ca，金属性：丁>乙>甲，A错误；根据电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时核电荷数越大，原子半径越小，
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得原子半径：辛>己>戊，B错误；丙、庚同属第4周期，第4周期有10种过渡元素，甲与戊的原子序数相差3，故丙与庚的原子核外电子数相差13，C正确；乙为Na，与CuSO4溶液反应时，先与水反应，生成NaOH，NaOH再与CuSO4反应，生成沉淀 Cu(OH)2，得不到红色的单质铜，D错误。
7．W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是( )
A．金属性：Y>Z
B．简单氢化物的酸性：W>X
C．离子的还原性：X>W
D．离子半径：Z>Y>X
解析：选B。根据题设条件推知W为Cl、X为F、Y为Al、Z为Na。选项A，Al、Na同周期，根据同周期元素性质递变规律可知，Na的金属性大于Al；选项B，HF是弱酸，HCl是强酸；选项C，Cl－的还原性大于F－；选项D，离子半径：F－>Na＋>Al3＋。
8．甲～庚等元素在周期表中的相对位置如图，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。下列判断正确的是( )
A．丙与戊的原子序数相差18
B．气态氢化物的稳定性：庚＜己＜戊
C．常温下，甲和乙的单质均能与水剧烈反应
D．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维
解析：选D。己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，则己为S；由元素在周期表中的相对位置可推断：丙为B，丁为Si，庚为F，戊为As。因甲和丁在同一周期，且甲原子最外层与最内层具有相同电子数，则甲为Mg，乙为Ca。A.丙为B，原子序数为5，而戊位于P的下方，其原子序数比P的原子序数大18，即戊的原子序数为33，则丙与戊的原子序数相差28，错误。B.同周期元素自左向右，元素的非金属性逐渐增强；同主族元素自上而下，元素的非金属性逐渐减弱，因此元素的非金属性：庚＞己＞戊，元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，故气态氢化物的稳定性：庚＞己＞戊，错误。C.甲(Mg)与沸水缓慢反应，错误。D.丁(Si)的最高价氧化物为SiO2，可用于制造光导纤维，正确。
9．如图为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( )
X
- 6 -
Y
Z
W
T
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在
C．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强于W
D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性
解析：选D。根据题意，X与W属于同族元素，且W的原子序数为X的2倍，可以得出在短周期元素中，X为氧元素，W为硫元素，由此可以推出Z为磷元素，Y为硅元素，T为砷元素。A项，X、W、Z元素的原子半径依次递增，但气态氢化物的热稳定性依次减弱，A项错误。B项，Y、Z元素在自然界中不能以游离态存在，但W元素(即硫)可以以单质形式存在，B项错误。C项，同周期从左到右，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，C项错误。D项，As位于元素周期表的第4周期ⅤA族，也是金属元素区与非金属元素区的交界处。根据同周期、同主族元素的金属性、非金属性递变规律，As的单质具有半导体特性。根据同周期元素最高、最低化合价递变规律，As的最高化合价是＋5，最低化合价是－3，As2O3中As的化合价是＋3，则As2O3具有氧化性和还原性，D项正确。
10．随原子序数递增的八种短周期元素(用字母表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。
根据判断出的元素回答问题：
(1)f在元素周期表的位置是____________________；g的离子结构示意图为____________________。
(2)在z、d、e、f四种元素中，其离子半径按由大到小的排列顺序为____________________(用化学式表示，下同)；g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是________。
解析：从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数可知，x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素。
(1)f是Al元素，在元素周期表的位置是第3周期ⅢA族；S2－结构示意图为 。
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(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：r(N3－)>r(O2－)>r(Na＋)>r(Al3＋)；非金属性SH2SO4。
答案：(1)第3周期ⅢA族
(2)r(N3－)>r(O2－)>r(Na＋)>r(Al3＋) HClO4
11．已知A是一种熔点很高的非金属单质，D是难溶性的白色沉淀，请根据以下关系图回答有关问题：
(1)A的名称为________，C的俗名为________。
(2)②的离子方程式为____________________________________________________，
⑤的化学方程式为__________________________________________________。
(3)D的摩尔质量为________，E的名称为________。
(4)已知：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，这两个反应是否矛盾？________(填“矛盾”或“不矛盾”)，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由A是一种熔点很高的非金属单质，并结合关系图可推知A是Si，E是SiO2，B是Na2SiO3，D是H2SiO3，C是Na2CO3。
答案：(1)硅 纯碱(或苏打)
(2)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑
H2SiO3SiO2＋H2O
(3)78 g·mol－1 二氧化硅
(4)不矛盾 前者是在溶液中的反应，遵循“强酸制弱酸”的原理，而后者不是在溶液中的反应，生成的CO2不断逸出反应体系促使反应向右进行
12．下表是元素周期表的一部分，试回答下列问题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
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2
①
②
3
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
4
⑩
⑪
⑫
(1)写出下列元素符号：
①________，⑥________，⑦________，⑪________。
(2)在这些元素中，最活泼的金属元素是________(填元素符号，下同)，最活泼的非金属元素是________。
(3)在这些元素中(不包括⑨)，原子半径最小的是________，原子半径最大的是________。
(4)在③与④中，化学性质较活泼的是________，怎样用化学实验证明？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在⑧与⑫中，化学性质较活泼的是________，怎样用化学实验证明？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据各元素在周期表中的位置，可推知①～⑫的元素符号依次是N、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Ca、Br。其中最活泼的金属元素是K，最活泼的非金属元素是F；除Ar外，原子半径最小的是F，原子半径最大的是K。
答案：(1)N Si S Ca
(2)K F
(3)F K
(4)Na 常温下钠与水剧烈反应，放出氢气，并生成强碱NaOH；Mg与沸水缓慢发生反应，放出氢气，并生成中强碱 Mg(OH)2(答案合理即可) Cl 将氯气通入溴化钠溶液后溶液呈橙红色，发生的反应为Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2(答案合理即可)
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