高中化学金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系试题

某学生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：药品：氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。
仪器：①__________；②__________。(请填写两件主要的玻璃仪器)
（3）实验内容：

序号	实验方案	实验现象
①	将少量氯水滴入盛有少量NaBr溶液的试管中，振荡；再滴入少量四氯化碳，振荡	加入氯水后，溶液由无色变为橙色，滴入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为橙红色
②	将少量溴水滴入盛有少量KI溶液的试管中，振荡；再滴入少量四氯化碳，振荡	加入溴水后，溶液由无色变为黄色，滴入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为紫色

（4）实验结论：____________________________________。
（5）问题和讨论：①请用结构理论简单说明得出上述结论的原因：                          。
②由于F₂过于活泼，很难设计一个简单的实验验证其氧化性强弱。试列举两项事实说明F的非金属性比Cl强：                        ；                         。

已知A、B、C、D四种短周期主族元素，其相关信息如下：
①在元素周期表中的相对位置如下：

	A
B	C	D

②B元素原子的最外层电子数为其核外电子总数的，D的单质在空气中燃烧时，生成对环境有严重污染的气体。
请回答下列问题：
（1）D的元素符号为________，B的原子结构示意图为____________________。
（2）C的最高价氧化物对应水化物的化学式为_______________。
（3）下列说法中正确的是________(填字母)。
a．A的最高价氧化物对应的水化物在常温下可以和铜反应
b．B的最高价氧化物对应水化物钠盐的水溶液俗称水玻璃
c．常温下，D的最高价氧化物对应水化物的浓溶液可用铁制容器盛放
d．C的离子半径小于D的离子半径
（4）探究法是学习化学的重要方法之一。在下表中列出了对H₂DO₃各种不同化学性质的推测，根据示例完成下列表格：

编号	性质推测	化学方程式
示例	氧化性	H2DO3＋2H2D=3D↓＋3H2O
①	酸性
②		H2DO3＋Br2＋H2O=H2DO4＋2HBr

 

现有部分短周期元素的原子结构如下表：

元素编号	元素原子结构
X	原子结构示意图为
Y	最外层电子数是次外层电子数的2倍
Z	原子核内含有12个中子，且其离子的结构示意图为

（1）写出X的元素符号：____________，Z元素原子的质量数为________。
（2）元素Y的最高价氧化物的结构式为______________， Z元素的单质在空气中燃烧产物的电子式_________，用电子式表示X的气态氢化物的形成过程                               。
（3）Y的最高价氧化物和Z元素的单质在空气中燃烧产物发生反应的化学方程式为              ；若反应过程中，转移电子数为6.02×10²³，则消耗Y的最高价氧化物的质量为         。

X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，元素Z在地壳中含量最高，J元素的焰色反应呈黄色，Q的最外层电子数与其电子总数比为3:8，X能与J形成离子化合物，且J⁺的半径大于X^—的半径，Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答：
（1）Q元素在周期表中的位置_______________________；
（2）这五种元素原子半径从大到小的顺序为_________________________________（填元素符号）。
（3）元素的非金属性Z____Q（填“＞”或“＜”），下列各项中，不能说明这一结论的事实有____（填序号）
A.Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊 
B.Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C.Z和Q的单质的状态
D.Z和Q在周期表中的位置
（4）Q的氢化物与Z的氢化物反应的化学方程式为____________________________________。
（5）X与Y可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反，写出A的电子式_______________；B的水溶液不呈中性的原因____________________________（用离子方程式表示）。
（6）液态A类似X₂Z，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态A的电离方程式为_______；
（7）若使A按下列途径完全转化为F：

①F的化学式为_________；
②参加反应的A与整个过程中消耗D的物质的量之比为_________。

(A)(8分)元素周期表是学习化学的工具，也为化学的进一步探索与研究提供了理论指导，化学学习者和研究者一直关注周期表的运用与发展。试回答下列问题：
（1）“大爆炸理论”指出：200亿年以前，宇宙中所有物质都包含在一个密度无限大，温度无限高的原始核中，由于某种原因它发生了爆炸，首先产生了中子、质子和电子，随后就产生了元素。你由此可知最先产生的元素是   (填写元素符号)。
（2）1906年的诺贝尔化学奖授予为制备F₂单质作出重大贡献的化学家莫瓦桑，你认为最先用来与F₂反应制备稀有气体化合物的元素是  (填写元素符号)。
（3）2006年11月16日美国和俄罗斯科学家联合宣布，他们合成出了118号元素，新原子的质量数为297，则该新原子中子数与质子数之差为   。
（4）人们研究发现第一周期与第二周期一些元素的性质与同族元素性质共性很少，有人建议将氢放在VIIA，写出一种能支持该观点的化合物：    ；人们发现Li^＋溶剂化倾向很强，提出类似于氢键的“锂键”，请画出(LiF)₂含锂键的结构式：       。
（5）研究周期表发现存在对角线规则，处于对角线上的元素性质相似，如硼与硅处于对角线，请写出硼和氢氧化钠溶液反应的离子方程式：   。

（Ⅰ）六种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示。其中R元素的最外层电子数是次外层电子数的一半。

X	Y	Z	M
R		W

请回答下列问题：
（1）画出R的原子结构示意图     。
（2）比较Z、W的简单氢化物沸点高低并说明原因          。
（3）W和Y形成的一种化合物甲的相对分子质量为184，其中Y的质量分数约为30%。则化合物甲的化学式为            。
（Ⅱ）聚合硫酸铁简称聚铁[Fe₂（OH）_n（SO₄）_{（3－0.5n）}]_m（n>2，m≤10），是一种高效的无机高分子混凝剂、净水剂。实验室利用硫酸亚铁制取聚合硫酸铁的主要流程如下：

（4）FeSO₄溶液显弱酸性的原因是      （用离子方程式表示）。
（5）加入浓硫酸调节pH的作用是：①      ；②       。
（6）写出用上述流程得到某聚铁[Fe₂（OH）₄SO₄]₄的化学方程式
（7）测定聚铁中含铁量的方法为把聚铁溶于过量酸中，先用过量的SnCl₂将Fe³⁺还原成Fe²⁺，再加入HgCl₂溶液除去过量的SnCl₂，然后用标准的K₂Cr₂O₇溶液（先加入几滴试亚铁灵指示剂）滴定溶液中的Fe²⁺。此过程发生的部分反应为：
Sn²⁺+2Hg²⁺+8Cl^- = Hg₂Cl₂↓+SnCl₆^2-
Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺ = 2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
①用HgCl₂除去过量的SnCl₂的目的是        。
②称取聚铁质量为10.00 g配成100.0 mL溶液，取出20.00 mL，经上述方法处理后，用0.1000 mol·L^-1 K₂Cr₂O₇标准溶液滴定。达到终点时，消耗K₂Cr₂O₇标准溶液12.80 mL。则聚铁中铁元素的质量分数为     %。

锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。已知：Sn的熔点为231℃；Sn²⁺易水解、易被氧化；SnCl₄极易水解、熔点为-33 ℃、沸点为114 ℃。请按要求回答下列相关问题：
（1）元素锡比同主族碳的周期数大3，锡的原子序数为_________。
（2）用于微电子器件生产的锡粉纯度测定：①取1.19 g试样溶于稀硫酸中（杂质不参与反应），使Sn完全转化为Sn²⁺；②加入过量的Fe₂(SO₄)₃；③用0.1000 mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定（产物中Cr呈+3价），消耗20.00 mL。步骤②中加入Fe₂(SO₄)₃的作用是___________；此锡粉样品中锡的质量分数_____________。
（3）用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO₄)的制备路线如下：

①步骤Ⅰ加入Sn粉的作用： ________________________________及调节溶液pH。
②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、_______________、______________。
③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式：____________________________________。
④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是______________________________，证明已洗净。
⑤步骤Ⅴ操作依次为_____________、____________、过滤、洗涤、低温干燥。
（4）SnCl₄蒸气遇氨及水汽呈浓烟状，因而可制作烟幕弹，其反应的化学方程式为__________________。
实验室欲用下图装置制备少量SnCl₄(夹持装置略)，该装置存在明显缺陷，改进方法是__________。
利用改进后的装置进行实验，当开始装置C中收集到有SnCl₄时即可熄灭B处酒精灯，反应仍可持续进行的理由是_____________________________________。

如下表所示为元素周期表的一部分，参照元素①～⑦在表中的位置，请回答下列问题：

族 周期	IA		0
1	①	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA
2						②	③
3	④		⑤			⑥	⑦

（1）③、④、⑦的原子半径由大到小的顺序为      （用元素符号表示）。
（2）⑥和⑦的最高价含氧酸的酸性强弱为             （用酸的化学式表示）。
（3）①、②两种元素按原子个数之比为1：1组成的常见液态化合物，在酸性溶液中能将Fe²⁺氧化，写出该反应的离子方程式                          ；
（4）由表中元素形成的物质可发生如图中的反应，其中B、C、G是单质，B为黄绿色气体，D溶液显碱性。

①写出D溶液与G反应的化学方程式                                     。
②写出检验A溶液中溶质的阴离子的方法                                  。
③常温下，若电解1L0.1 mol·L^-1的A溶液，一段时间后测得溶液pH为12（忽略溶液体积变化），则该电解过程中转移电子的物质的量为                 。
④写出过量的E与F溶液中溶质反应的离子方程式                       。
（5）由②、④、⑥元素组成的化合物W（在酸性溶液中发黄，W还原性较强），在溶液中易被⑦的单质氧化，该反应的离子方程式为                             。

A、B、C、D、E是原子序数由小到大排列的五种短周期元素，其中A、B、C、D的原子序数之和为32，A是元素周期表中原子半径最小的元素，B、C左右相邻，C、D位于同主族．
（1）E元素原子的结构示意图为：     ，写出一个能证明D、E两元素非金属性强弱的事实或反应方程式：                        ．
（2）A与C组成的化合物的电子式为     ，其中含有的化学键为     （填“极性键”“非极性键”“离子键”）．（若有多种可能，只需答出其中一种物质）
（3）A、B、C、D四种元素中的三种能组成一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，其中起氧化性作用的酸占消耗酸总物质的量的百分比是     ．
（4）由A、B、C、D四种元素组成的一种离子化合物X．
①已知1mol X能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体．写出加热条件下X与NaOH浓溶液反应的离子方程式：                        ．
②又知X既能与盐酸反应，又能与氯水反应，写出X的化学式：            ．

(9分)
（1）请用下列10种物质的序号填空：①O₂ ②H₂ ③NH₄NO₃ ④K₂O₂ ⑤Ba(OH)₂ ⑥CH₄ ⑦CO₂ ⑧NaF ⑨NH₃ ⑩I₂
既有离子键又有非极性键的是________；既有离子键又有极性键的是________。
（2）X、Y两种主族元素能形成XY₂型化合物，已知XY₂中共有38个电子，若XY₂为常见元素形成的离子化合物，其电子式为：______________；若XY₂为共价化合物时，其结构式为：__________________。
（3）氯化铝的物理性质非常特殊，如：氯化铝的熔点为190℃(2.02×10³ Pa)，但在180℃就开始升华，据此判断，氯化铝是________(填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的判断正确的实验依据是______________________________________________。
（4）现有a～g 7种短周期元素，它们在周期表中的位置如下，请据此回答下列问题：

①元素的原子间反应最容易形成离子键的是________(填序号，下同)，容易形成共价键的是______；

A．c和f

B．b和g

C．d和g

D．b和e

②写出a～g 7种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式______。

（本题共12分)目前，碳族元素按原子序数增大，依次为：碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）。请回答：
23.锗原子的最外层电子排布式：              ，锡原子的最外层电子云有     种伸展方向； 单质锗具有__________（填字母）。
a.只有金属性        
b.只有非金属性       
c.既有金属性，又有非金属性
24.某同学根据反应：SiO₂ + 2CSi + 2CO↑，得出结论：碳的非金属性强于硅的反应。请对此给予评价并说明理由：                                              。
25.常温下，在400mL稀氢氟酸中，投入一颗石英玻璃，2.5min后，溶液质量减少了11.22g。此时SiF₄为气体，则这段时间内用HF表示该反应的平均化学反应速率为         。
高温下，在容积固定的密闭容器中，用足量焦炭与一定量二氧化碳发生可逆的吸热反应生成了CO。回答26-27题：
26.下列选项中，一定符合反应达到化学平衡时情况的选项是        。
a.压缩体积达到新平衡时，CO的浓度增大的倍数比CO₂的浓度增大的倍数更大
b.速率关系：2v(CO₂)= v(CO)          
c.转移电子数随温度升高而增多
d.气体密度随着焦炭的增加而增大
27.达到化学平衡之后，保持其他条件不变，移走少量CO，达到新的平衡时，下列选项中，增大的是    （填选项编号）。
A．CO₂和CO浓度比              b．混合气体的密度      
c．转化率                     d．CO的体积分数

现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。A元素的核外电子数和电子层数相等，B元素原子的核外p电子数比s电子数少1， C原子的第一至第四电离能：I₁＝738 kJ·mol^－1、I₂＝1451 kJ·mol^－1、I₃＝7733 kJ·mol^－1、I₄＝10540 kJ·mol^－1，D原子价电子层的p轨道半满，E元素的主族序数与周期数的差为4， F是前四周期中电负性最小的元素，G在周期表的第七列。
（1）BA₃的电子式为________，晶体类型为               。
（2）B元素基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个取向，原子轨道呈________形。
（3）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为，该同学所画的电子排布图违背了__________________。
（4）比较B和D的电负性较大的是________（填元素符号），BE₃中心原子的杂化类型         ，其分子构型为           。
（5）G位于周期表的________区，该元素的核外电子排布式为              。
（6）检验F元素的方法是____________。

（1）X、Y、Z三种元素的离子结构都和Ar具有相同的电子层排布．H₂在X单质中燃烧，产生苍白色火焰；Y元素的气态氢化物是H₂Y，其最高价氧化物中Y的质量分数为40%；Z元素和氮元素在同一族．
①根据以上条件，推断X   ，Y   ，Z   （填写元素符号）；
②写出它们的最高价氧化物的水化物的化学式：X   ，Y   ，Z   ．
③写出Y在周期表中的位置_____________．
（2）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。

a．④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序是___________。
b．②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是___________。
c．③、④、⑥元素可形成含10个电子的微粒，其中A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。用化学式表示下列4种微粒A ___________、B___________、C___________、D ___________并写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式___________。
d．②和浓硫酸反应的化学方程式为___________

应用元素周期律的有关知识,可以预测我们不熟悉的一些元素的单质及其化合物的性质。下列预测中正确的是
①Be的氧化物的水化物可能具有两性
②第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均为酸性
③At单质为有色固体,AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
④Li在氧气中剧烈燃烧,产物是Li₂O₂,其溶液是一种强碱
⑤SrSO₄是难溶于水的白色固体 ⑥H₂Se是无色、有毒、比H₂S稳定的气体

A．①②③④

B．②④⑥

C．①③⑤

D．②④⑤

X、Y、Z、w是分别位于第2、3周期的元素，原子序数依次递增。X与Z位于同一主族，Y元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应，Z原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y、Z、w原子的最外层电子数之和为14。下列说法正确的是

A．原子半径由小到大的顺序：X< Y < Z< w

B．Z的最高价氧化物能与水反应生成相应的酸

C．Y单质在一定条件下可以与氧化铁发生置换反应

D．室温下，0．1 mol/L w的气态氢化物的水溶液的氢离子浓度小于0．1 mol/L