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简答题

短周期主族元素A，B，C，D，E，F的原子序数依次增大，它们的原子核外电子层数之和为13。B的化合物种类繁多，数目庞大；C，D是空气中含量最多的两种元素，D，E两种元素的单质反应可以生成两种不同的离子化合物；F为同周期半径最小的元素。试回答以下问题：
（一）（1）D在周期表中的位置是        ，写出实验室制备单质F的离子方程式           。
（2）化学组成为BDF₂的电子式为：       ，A、C、F三种元素形成的化合物CA₄F为         化合物(填 “离子”或“共价”)。
（3）化合物甲、乙由A，B，D，E中的三种或四种组成，且甲、乙的水溶液均呈碱性。则甲、乙反应的离子方程式为：                               。
（4）由C，D，E，F形成的简单离子的离子半径由大到小的顺序是           (用元素离子符号表示)。
（5）元素B和F的非金属性强弱，B的非金属性         于F(填“强”或“弱”)，并用化学方程式证明上述结论                                                    。
（二）以CA₃代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点。
（1）CA₃燃料电池使用的电解质溶液是2mol•L^﹣1的KOH溶液，电池反应为：4 CA₃+3O₂=2C₂+6H₂O．该电池负极的电极反应式为         ；每消耗3.4g CA₃转移的电子数目为       。
（2）用CA₃燃料电池电解CuSO₄溶液，如图所示，A、B均为铂电极，通电一段时间后，在A电极上有红色固体析出，则B电极上发生的电极反应式为       ；此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为         L。

（3）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO₃中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

图1                     图2
0～t₁时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是     ，溶液中的H^＋向      极移动（填“正”或“负”），t₁时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是            。

A—F六种元素中，除C外其他均为短周期元素，它们的原子结构或性质如下表所示：

元素	结构或性质
A	原子最外层电子数是内层电子总数的1/5
B	形成化合物种类最多的元素，其单质为固体
C	生活中常见的金属，它有两种常见的氯化物，且相对分子质量相差35.5
D	地壳中含量最多的元素
E	与D同主族
F	与E同周期，且最外层电子数等于电子层数

请回答下列问题：
（1）A在元素周期表中的位置是         ；A与E形成的化合物的电子式是         。
（2）C的某种氯化物的浓溶液可以腐蚀印刷电路板上的金属铜，此反应的离子方程式是        。
（3）B的单质与D的氢化物在一定条件下反应生成BD和另一产物的化学方程式是           。
（4）F的盐酸盐水溶液呈酸性，原因是        （用离子方程式表示）；F的单质与C、D形成的相对分子质量为160的化合物在一定条件下反应的化学方程式是          。

（5）A与F形成的合金是重要的工业材料。某同学仅使用天平和上图所示的装置，粗略测定某些数据即可求出该合金中A元素的含量。（装置中因空气质量引起的误差忽略不计）
①实验需要测定三个物理量：合金的质量m以及a和b。a是          ；b是          。
②合金中A元素的质量分数是        （用含m、a、b的式子表示）。

本题分为选做题(a)、(b)两道平行题，分值一样，可根据高一课程学习情况选择其中一道题完成作答，若二道题均作答，则按(a)题给分。
(a)有H、N、O、Na、Cl五种短周期主族元素。
（1）写出氯离子的原子结构示意图________，写出水分子的电子式________。
（2）NH₄NO₃是_______化合物（填“离子”或“共价”）。
（3）氯气是有毒气体，写出用饱和氢氧化钠溶液吸收氯气的离子方程式：_____________。
（4）金属元素铁是中学化学常见元素，将铁单质浸入氯化铁溶液中，该反应的离子方程式为__________。
（5）请依据（4）中的反应，设计一个原电池。要求：画出实验装置图，注明电解质溶液名称、正负极及正负极材料，并标出电子移动方向，写出电极反应式。

正极反应式：___________________，负极反应式：___________________。

下表是元素周期表的一部分，请针对表中所列标号为①～⑩的元素回答下列问题。

（1）非金属性最强的元素是______(填元素符号，下同)，形成化合物种类最多的元素是____________。
（2）第三周期元素除⑩外原子半径最小的是______(填元素符号)，这些元素的最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是__________(填化学式，下同)，具有两性的是____________。
（3）⑤⑥⑦单质的活泼性顺序为______＞______＞______(填元素符号)，判断的实验依据是_______(写出一种)。

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_________。

(8分)A、B、C、D、E五种短周期元素，A与D同周期，A的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，B的单质在放电条件下能与氧气反应，C元素的离子不含电子，D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4，E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。
（1）A的原子结构示意图为                           。
（2）E元素在周期表的位置是
（3）A的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为                       。
（4）加热条件下，D的单质与足量B的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应，生成D的最髙价含氧酸，写出此反应的化学方程式：                              。
（5）化合物甲由元素A、B组成，具有良好电绝缘性。化合物甲能与水缓慢反应生成化合物乙。乙分 子中含有10个电子，写出该反应的化学方程式：                。

有A、B、C、D四种短周期主族元素，其原子序数依次增大。A、B可形成A₂B和A₂B₂两种共价化合物，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃两种化合物。完成下列问题。
（1）C的名称为________
（2）写出表示非金属性C＜D的化学方程式（任一个）：________             。
（3）金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED₂和ED₃两种化合物。将E的单质浸入ED₃溶液中，溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为___________。
（4）请依据（4）中的反应，设计一个原电池。要求：画出实验装置图，注明电解质溶液名称、正负极及正负极材料，并标出电子移动方向，写出负极反应式。

负极反应式：____________________。

I（1）某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。

实验中发现反应后（a）中温度升高，由此可以判断（a）中反应是__________热反应；（b）中温度降低， 根据能量守恒定律，（b）中反应物的总能量应该__________其生成物的总能量。
（2）下列反应：①氢氧化钠与硫酸，②一氧化碳与氧气，③八水合氢氧化钡与氯化铵，④金属铜与硝酸银。其中（用序号填空）：
能设计成原电池的反应是____________________________________________。
II（1）有下列几种物质
A．金刚石和石墨   
B．C₂H₆和C₅H₁₂   
C．C₂H₄和C₂H₆
D．CH₃CH₂CH₂CH₃和CH₃CH（CH₃）₂   
E．³⁵Cl和³⁷Cl
属于同分异构体的是________；属于同素异形体的是________；属于同系物的是________；属于同位素的是________。
（2）两种粒子的核外电子排布相同，核电荷数不同，则它们可能是（   ）
A．两种不同元素的原子        B．一定是两种不同的离子
C．同一元素的原子和离子      D．两种不同元素的原子和离子
III:（1）C₇H₁₆名称        
（2）指出下列反应的类型
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色：_________________
（3）写出反应的化学方程式：三氯甲烷与氯气在光照下反应_________________

下图为元素周期表的一部分，请根据元素①～⑧在表中的位置，回答下列问题：

（1）在上述元素的最高价氧化物对应的水化物中：属于强酸的是      （用化学式表示，下同）；碱性最强的是              。
（2）④、⑤、⑥的简单离子半径由大到小的顺序是         （用离子符号表示）。
（3）有两种离子化合物，均由①、④、⑤、⑧四种元素组成，这两种物质可在水溶液中发生反应。写出该反应的离子方程式：                               。
（4）请写出涉及上述有关元素的两个置换反应（要求：同一反应中两种单质对应元素既不同周期也不同主族)                              ；
（5）由表中元素形成的常见无机化合物A、B、C、X有以下转化关系：

若A、B、C含同一金属元素，X为强电解质，且反应都在溶液中进行。B的化学式为          。
X的化学式可能为（写出不同类物质）          或          。

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、 Z、W, 四种元素的原子序数之和为32，在周期表中X是原子半径最小的元素，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族。M元素与X同主族，与W同周期。
（1）M元素是__________（填元素符号）。
（2）Z、W形成的气态氢物的稳定性为_______>________。（填化学式）
（3）写出M完全燃烧生成的氧化物的电子式________，该氧化物与水反应的离子方程式________。
（4）由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的—种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，离子方程式为_______。
（5）由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A，已知①1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。②A能与盐酸反应产生气体B，该气体能与氯水反应。则A是_______（填化学式）。写出该气体B与氯水反应的离子方程式____________________。
（6）由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物C,1mol C中含有6mol结晶水。对化合物C进行下实验：a．取C的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色刺激性气味气体。过一段时间白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色；b．另取C的溶液，加入过量BaCl₂溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解。C的化学式为______________________________。

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           。

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_________。

（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     %。

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                             。

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:

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

（1）在这些元素中,化学性质最不活泼的是：        (填具体元素符号或化学式,下同)，非金属性最强的元素是：       。
（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：_______，碱性最强的化合物的化学式是：_____________。
（3）最高价氧化物是两性氧化物的元素是：_________；写出它的最高价氧化物与氢氧化钠反应的离子方程式：____________________________________。
（4）④与⑧形成的化合物的电子式是：          ，该化合物所含化学键类型是：      (填“共价键”或“离子键”)。
（5）试设计实验方案比较④与⑤的化学性质(金属性)，有关实验步骤、现象和结论填入下表

实验步骤	实验现象与结论