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

（共14分）某研究性学习小组设计了一组实验，验证元素周期律。
（1）甲同学在a、b、c、d四只烧杯里分别加入50 mL冷水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的钠（Na）、镁（Mg）、铝(Al）、钾（K）金属块，观察现象。
①甲同学设计实验的目的是验证：同一主族，从上到下元素的元素金属性逐渐增强；同一周期，从左到右，元素金属性_____________________；
②反应最剧烈的烧杯里金属是_______（填字母）
A、钠 B、镁 C、铝 D、钾；
③写出a烧杯里发生反应的离子方程式。
④实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象，要想达到实验的目的，请你帮助选择下列合适的方法。
A．把镁、铝的金属块换成金属粉末
B．把烧杯中的冷水换成热水
C．把烧杯中的冷水换成盐酸
D．把烧杯中的冷水换成氢氧化钠溶液
（2）乙同学设计实验验证：非金属元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强。他设计了下图装置以验证碳、氮、硅元素的非金属性强弱。乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，其浓溶液在常温下可与铜反应；B是块状固体；烧杯中盛放C的水溶液，打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色胶状沉淀生成。

①写出所选用物质的化学式：A、； C、。
②写出烧瓶中发生反应的化学方程式：。
③碳、氮、硅三种元素的非金属性由强到弱顺序为。

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．氧化物对应的水合物碱性减弱，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）晶体硅（熔点1410℃）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1.12kg纯硅需吸收akJ热量，则生成1mol纯硅吸收的热量为
（4）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：。

(10分)五种短周期元素D、E、F、X、Y、Z的原子序数依次增大，D、E两元素最高正价与最低负价之和均为0，E元素的一种同位素常用于考古断代，D和X同主族，F和Y同主族，F的多种化合物可用作化肥，豆科植物的根瘤菌可将其单质转化为化合物，X和Z形成的二元化合物是厨房常用的调味品。回答下列问题：
①E元素在元素周期表中的位置是_______________。
②由D和F，Y，Z所形成的最简单常见共价型化合物中，还原性最强的是___________（用化学式表示）。
③F、X、Z形成的简单离子半径从大到小顺序为_________________(用离子符号表示)。
④X与Z能形成一种离子化合物，用电子式表示其形成过程：________________________。
⑤2012年，罗马大学科学家制造出F₄分子，则F₄和F₂两种单质的关系是____________。

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.020	0.01	0.008	0.007	0.007	0.007

(16分，每空2分)下表列出了①--⑨九种元素在周期表中的位置：

请按要求回答下列问题。
（1）元素④在周期表中所处位置，从元素原子得失电子的角度看，元素④具有_____（填“氧化性”或“还原性”）；
（2）写出④⑥⑦三种元素的气态氢化物稳定性由弱到强的顺序排列：____（写氢化物的化学式）；
（3）写出元素⑤形成的单质在氧气中燃烧的化学反应方程式，这一反应是（填“吸热”或“放热”）反应；
（4）用电子式表示①与⑨反应得到的化合物的形成过程。
（5）在①--⑨九种元素中最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是(填对应化合物的化学式，下同)___________，碱性最强的是________________ 。

下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩中10种元素用元素符号或化学式填空回答以下问题：

Ⅰ．填写下列空白：
（1）非金属性最强的元素是（填元素符号），其离子结构示意图为。
（2）写出②的氢化物的电子式：，该氢化物的水溶液显______（填“酸性”、“碱性”或“中性”），该溶液与少量AlCl₃溶液反应的离子方程式：。
（3）最高价氧化物对应的水化物中碱性最强的是，写出该物质与⑦的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为：。
（4）写出由③⑤⑩三种元素组成、且暴露空气中易变质的化合物化学式：；该化合物含有化学键类型有：；
写出该物质暴露空气中变质的化学方程式：。
Ⅱ．由上述部分元素组成的物质间，在一定条件下，可以发生下图中的变化，其中A是一种淡黄色固体，可作供氧剂。X是一种氢化物,常温下为液体。则：

（1）写出A的晶体中存在的作用力有：；
（2）气体Y是一种大气污染物，无色、有刺激性气味的，直接排放会形成酸雨。写出气体C与气体Y反应的化学方程式：；
（3）在100 mL 18 mol/L的F浓溶液中加入过量铜片，加热使之充分反应，产生气体的体积为11.2 L（标况下），则反应过程中转移的电子数为。

短周期元素形成的常见非金属固体单质 A 与常见金属单质 B，在加热条件下反应生成化合物 C，C 与水反应生成白色沉淀 D 和气体 E，D 既能溶于强酸，又能溶于强碱。E 在足量空气中燃烧产生刺激性气味的气体 G，G 在大气中能导致酸雨的形成。E 被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液 F。溶液 F 在空气中长期放置发生反应，生成物之一为 H。H 与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色。请回答下列问题：
（1）组成单质 A 的元素在周期表中的位置。
（2）B 与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：_____________________。
（3）G 与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化氯。该反应的氧化产物为__________，当生成 2mol 二氧化氯时，转移电子___________mol。
（4）溶液 F 在空气中长期放置生成 H 的化学方程式为：________________________。
（5）H 的溶液与稀硫酸反应产生的现象为_______________________。

某同学设计实验以探究元素性质的递变规律，实验装置如图所示。

实验Ⅰ：根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。利用上述装置图1一次性完成Cl、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究
（1）实验中选用的物质名称为：A____________，B__________，C____________；
（2）C处反应的离子方程式为________________。
（3）根据实验现象推知，可得出碳、硅、氯三种元素非金属性的强弱顺序是。
实验Ⅱ：已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气和Mn²⁺，利用上述装置图2探究卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。
（4）写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式：_______________________________________。
（5）B处的实验现象为 ______________________________________________。
（6）根据A、B两处的实验现象能否推出非金属性Cl>Br>I，（填“能”或“否”），原因________。

类推的思维方法在化学学习与研究中经常用到，但有时会产生错误的结论。因此，推出的结论最终要经过实践的检验才能决定其是否正确。以下几种类推结论中，正确的是

A．第二周期元素氢化物的稳定性顺序是：HF>H2O>NH3；则第三周期元素氢化物的稳定性顺序也是：HCl>H2S>PH3

B．IVA族元素氢化物沸点顺序是：GeH4>SiH4>CH4；则VA族元素氢化物沸点顺序也是：AsH3>PH3>NH3

C．Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3；Pb3O4也可以写成PbO·Pb2O3

D．NaHSO4与NaHSO3溶于水显酸性，由所有酸式盐溶于水显酸性

A、B、C、D、E、F六种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B与C为同一周期，D与F为同一周期，A与D、C与F分别为同一主族，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，D是所在周期原子半径最大的元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温压下有三种是气体，三种是固体。
请回答下列问题：
（1）工业上用A和B的单质化合制备化合物X，该反应的化学方程式。
（2）若E是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式：。
（3）若D、E、F的最高价氧化物的水化物两两能发生反应，则E的最高价氧化物的水化物与D的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式。
（4）用电子式表示化合物D₂F的形成过程。
（5）由A、B、C三种元素组成的化合物X中共含有9个原子，X中所含化学键类型有。

某同学探究同周期主族元素性质递变规律时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象（见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系）:

实验步骤	实验现象
1．将镁条用砂纸打磨后，放入沸水中；再向溶液中滴加酚酞溶液	A. 浮在水面上，熔成小球，做不定向运动，随之消失，溶液变成红色。
2．向新制得的Na2S溶液中滴加少量新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
3．将一小块钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体。
4．将镁条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈，产生无色气体
5．将铝条投入稀盐酸中	E．生成淡黄色沉淀

请你帮助该同学整理并完成实验报告。
实验目的：探究同周期主族元素性质递变规律。
（1）实验用品：试剂：金属钠，镁条，铝条，稀盐酸，新制氯水，新制Na₂S溶液。
仪器：①，②，③，试管夹，镊子，小刀，玻璃片，砂纸，酒精灯等。
（2）实验内容：（填写与实验步骤对应的实验现象的编号和离子方程式）

实验内容	实验现象	离子方程式
1
2
3
4
5

（3）若用最高价氧化物的水化物的碱性相对强弱来验证Mg、Al失电子能力的强弱，请你设计实验（实验用品自选，不要求写化学方程式）：。
（4）实验结论：；

下表是元素周期表的一部分, 针对表中的①～⑩种元素,填写下列空白：（无特殊说明均填元素符号、化学式等化学用语）

主族 周期	IA	ⅡA	IIIA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0族
1	①
2					②	③		④
3	⑤	⑥	⑦			⑧	⑨
4	⑩

（1）在这些元素中,化学性质最不活泼的元素名称是，元素原子半径最小的是，⑧号元素的离子结构示意图为。
（2）在上述元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是，碱性最强的化合物的化学式是，既能与强酸反应，又能与强碱反应的化合物的化学式是。
（3）⑧、⑨号元素的氢化物中还原性较强的是（填化学式）。
（4）⑦的最高价氧化物与⑤的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为：_______。
（5）写出能说明⑨的非金属性比⑧强的一个实验事实________________________________。

四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。请回答下列问题：

（1）元素Z位于周期表中的位置________________________。
（2）这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是______（填写化学式，下同）；X、Y、Z三种元素的最高价氧化对应水化物中酸性由强到弱依次为________>_______>_________。
（3）Y的气态氢化物和其最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为；_________。
（4）W和Y形成的一种二元化合物具有色温效应，其相对分子质量在170～190之间，且W的质量分数约为70%．该化合物的化学式为______。
（5）写出Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与X在加热条件下反应的化学方程式_________，反应中若转移12mol电子，消耗的还原剂质量为________g。

现有8种元素的性质、数据如下表所列，它们属于第二或第三周期。
回答下列问题：

（1）③的元素符号是，⑧的元素名称是。①在元素周期表中的位置是（周期、族）。
（2）在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是；名称是；碱性最强的化合物是：；
（3）比较④和⑦的氢化物的稳定性（用化学式表示）。
（4）写出实验室制取⑦的氢化物的化学方程式。
（5）写出⑦的氢化物与①的常见单质在Pt催化下反应的化学方程式：。
（6）写出②最高价氧化物对应水化物跟⑤的氢化物水溶液反应的离子方程式：。

通过分析元素周期表的结构和各元素性质的变化趋势，下列关于砹(原子序数为85)及其化合物的叙述中肯定不正确的是

A．由KAt的水溶液制备砹的化学方程式为2KAt＋Cl2===2KCl＋At2

B．相同条件下HAt比HI稳定

C．AgAt是一种难溶于水的化合物

D．At元素位于第六周期

下表为元素周期表的一部分，列出了7种元素在元素周期表中的位置：

族 周 期	ⅠA				0
1	①	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA
2				②	③	④
3	⑤		⑥				⑦

请按要求回答下列问题(用化学用语回答)：
（1）写出④的单核离子结构示意图：，③与①所形成的化合物的结构式为：。
（2）7种元素中，原子半径最小的是：（填元素符号）。
（3）用电子式表示元素②与④最高价化合物的形成过程：。
（4）元素⑤和元素⑥最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式为：。
（5）元素④的氢化物与元素⑦的单质反应的离子方程式为：。