物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律3

第2講元素周期表及其應(yīng)用2022級教學(xué)指導(dǎo)意見核心素養(yǎng)1.了解元素周期表(長式)的結(jié)構(gòu)(周期、族)。2．能從原子價電子數(shù)和價電子排布的角度解釋元素周期表的周期、族和區(qū)的劃分。3．能利用元素周期表的知識、認(rèn)識第三周期中兩種重要的材料元素鋁和硅。4．能列舉元素周期表的應(yīng)用。1.宏觀辨識與微觀探析：能從不同層次認(rèn)識元素周期表的結(jié)構(gòu)，鋁、硅及其化合物的性質(zhì)。能從宏觀與微觀相結(jié)合的角度分析與解決實(shí)際問題。2．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：能發(fā)現(xiàn)和提出與探究價值有關(guān)的典型元素及其化合物性質(zhì)的探究方案，并能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究?？键c(diǎn)一元素周期表及其應(yīng)用[學(xué)在課內(nèi)]1．原子序數(shù)原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)2．元素周期表的編排原則3．元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系周期能層數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式每周期元素種類二23[He]2s1101s22s22p68三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p68四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p618五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p618六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p632(2)每族元素的價電子排布特點(diǎn)①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA排布特點(diǎn)ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5②0族：He：1s2；其他ns2np6。③過渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。(3)元素周期表的分區(qū)①根據(jù)核外電子排布分區(qū)a．分區(qū)簡圖b．各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn)分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6(He除外)通常是最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(除鑭系、錒系外)(n－1)d1～9ns1～2(除鈀外)d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近，錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近②根據(jù)元素金屬性與非金屬性分區(qū)a．分區(qū)簡圖b．特別說明：處于金屬與非金屬交界線(又稱梯形線)附近的非金屬元素具有一定的金屬性，又稱為半金屬或準(zhǔn)金屬，但不能叫兩性非金屬。[名師點(diǎn)撥]①ⅠA族元素不等同于堿金屬元素，H元素不屬于堿金屬②第8、9、10三列是Ⅷ族，不是ⅧB族③周期數(shù)＝能層數(shù)＝電子層數(shù)主族序數(shù)＝價電子數(shù)＝最外層電子數(shù)④對于主族元素，價電子層就是最外層，而對于過渡元素價電子層不僅包括最外層，還可能包括次外層，倒數(shù)第三層，如Fe的價電子排布式為3d64s2。[考在課外]教材延伸判斷正誤(1)同一周期中，從左到右，各元素最外層電子數(shù)都是從1個逐漸增加到8個(×)(2)同一主族元素最外層電子數(shù)相等(√)(3)第ⅢB族所含元素種數(shù)最多，第ⅣA族元素形成化合物種類最多(√)(4)0族元素原子的最外層均有8個電子(×)(5)鐵位于元素周期表的第四周期ⅧB族(×)(6)金屬元素和非金屬元素分界線右側(cè)都是非金屬，左側(cè)的都是金屬元素(×)(7)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素(×)(8)最外層電子數(shù)為2的元素一定屬于ⅡA族元素(×)(9)從元素周期表的分區(qū)中可以看出，非金屬性最強(qiáng)的是F，金屬性最強(qiáng)的是Cs(放射性元素除外)(√)(10)過渡元素都是金屬元素，金屬元素只有正價，沒有負(fù)價(√)(11)元素所在的主族序數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素都是金屬元素(×)(12)短周期元素中，若兩種元素的原子序數(shù)相差8，則它們一定是同主族元素(×)(13)兩短周期元素原子序數(shù)相差8，則周期數(shù)一定相差1(√)(14)原子及離子的核外電子層數(shù)等于該元素所在的周期數(shù)(×)(15)短周期元素中，若兩種元素的原子序數(shù)相差2，則它們一定不是同主族元素(×)(16)某元素原子的核電荷數(shù)為53，則該元素位于第五周期ⅦA族(√)(17)s區(qū)全部是金屬元素。(×)(18)價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s區(qū)元素(×)(19)正三價陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族(√)(20)價電子排布式為4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p區(qū)元素(√)拓展應(yīng)用請?jiān)谙卤碇挟嫵鲈刂芷诒淼妮喞?，并在表中按要求完成下列問題：①標(biāo)出主族序數(shù)。②畫出金屬與非金屬的分界線，并用陰影表示出過渡元素的位置。③標(biāo)出鑭系、錒系的位置。④寫出各周期元素的種類。⑤寫出稀有氣體元素的原子序數(shù)。答案(2)結(jié)合如圖所示的元素周期表，回答下列問題：①表中所列元素，屬于短周期元素的有________(填字母，下同)，屬于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期________族。②f元素位于第________周期第________族，請按氦元素的式樣寫出該元素的原子序數(shù)、元素符號、元素名稱、相對原子質(zhì)量。答案①a、b、c、d、e、f、ga、b、c、d、e、f三0四ⅡB②三ⅥA思維探究(1)若甲、乙分別是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，則甲、乙兩元素的原子序數(shù)之差是多少？答案二、三周期差1，四、五周期差11，六、七周期差25。(2)若甲、乙分別是同一主族的相鄰周期的兩種元素，則甲、乙兩元素的原子序數(shù)之差是多少？答案①位于過渡元素左側(cè)的主族元素，差為上一周期元素所在周期所含元素種數(shù)。②位于過渡元素右側(cè)的主族元素，差為下一周期元素所在周期所含元素種數(shù)。[基礎(chǔ)點(diǎn)鞏固]1．下列關(guān)于現(xiàn)行元素周期表的說法正確的是()A．元素周期表是按相對原子質(zhì)量逐漸增大的順序從左到右排列的B．最外層電子數(shù)相同的元素都是同一族C．同族元素的最外層電子數(shù)一定相同D．同周期元素的電子層數(shù)相同解析元素周期表是按原子核電荷數(shù)遞增的順序排列而成的，A錯誤；最外層電子數(shù)相同的元素不一定是同一族，如He和Mg最外層都有2個電子，但分別處于0族和第ⅡA族，B錯誤；對于副族元素和第Ⅷ族及0族元素來說，同族的最外層電子數(shù)不一定相同，C錯誤；同周期元素具有相同的電子層數(shù)，D正確。答案D2.在元素周期表中，鉑元素如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是（）A.鉑是非金屬元素，在常溫下呈固態(tài)\o\al(208,)78Pt和eq\o\al(198,)78Pt的核外電子數(shù)相同，互為同位素C.“”是鉑的質(zhì)量數(shù)D.由78可以推出Pt為第五周期元素解析鉑為金屬元素，A項(xiàng)錯誤；eq\o\al(208,)78Pt和eq\o\al(198,)78Pt的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，是兩種不同核素，二者互為同位素，B項(xiàng)正確；“”是鉑元素的相對原子質(zhì)量，C項(xiàng)錯誤；由78推出Pt為第六周期元素，D項(xiàng)錯誤。答案B3.下列說法中正確的是（）A.所有非金屬元素都分布在p區(qū)B.最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個縱行的元素都是金屬元素D.同一主族元素從上到下，金屬性呈周期性變化解析非金屬元素中氫在s區(qū)，其余非金屬元素均分布在p區(qū)，A項(xiàng)錯誤；最外層電子數(shù)為2的元素可能在s區(qū)（如Mg）、p區(qū)（如He）或d區(qū)（如Ti、Fe）等，B項(xiàng)錯誤；同主族元素從上到下，金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱，屬遞變性質(zhì)而不是周期性變化，D項(xiàng)錯誤。答案C4.已知元素周期表中共有18縱行，如圖實(shí)線表示元素周期表的邊界。按電子排布，可把周期表里的元素劃分為幾個區(qū)：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)等。除ds區(qū)外，其他區(qū)的名稱來自按軌道能量順序最后填入的電子的軌道類型的符號。（1）請?jiān)趫D中用實(shí)線畫出s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)的邊界線，并分別用陰影表示d區(qū)和ds區(qū)。（2）有的同學(xué)受這種劃分的啟發(fā)，認(rèn)為d區(qū)內(nèi)6、7縱行的部分元素可以排在另一區(qū)，你認(rèn)為應(yīng)排在區(qū)。（3）請?jiān)谠刂芷诒碇杏迷胤枠?biāo)出4s軌道半充滿的元素。（4）請利用電子排布的相關(guān)知識解釋Fe3＋比Fe2＋穩(wěn)定的原因：_________________________________________________________________。（5）隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的元素被發(fā)現(xiàn)。若把第七周期排滿，則元素周期表共可以排布種元素。解析（1）正確理解題意，明確按構(gòu)造原理分區(qū)的含義即可，注意把握關(guān)鍵信息“……最后填入的電子的軌道類型的符號”。（2）ds區(qū)外圍電子排布為（n－1）d10ns1和（n－1）d10ns2，而d區(qū)內(nèi)6縱行外圍電子排布為（n－1）d5ns1，7縱行外圍電子排布為（n－1）d5ns2，因此類比可以放在ds區(qū)。（3）4s軌道半充滿，即為4s1，根據(jù)軌道能量順序和能量最低原理、洪特規(guī)則，該元素原子的電子排布式可能為1s22s22p63s23p64s1（K）或1s22s22p63s23p63d54s1（Cr）或1s22s22p63s23p63d104s1（Cu），分別標(biāo)在元素周期表中相應(yīng)位置即可。（4）Fe外圍電子排布為3d64s2，F(xiàn)e2＋為3d6，F(xiàn)e3＋為3d5，F(xiàn)e3＋為半充滿狀態(tài)較穩(wěn)定。（5）根據(jù)0族元素原子序數(shù)知，第7周期排滿，其0族元素的原子序數(shù)應(yīng)為2＋8＋8＋18＋18＋32＋32＝118。答案（1）如圖（2）ds（3）見上圖（4）Fe2＋為3d6不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，F(xiàn)e2＋失去一個電子后變?yōu)镕e3＋，F(xiàn)e3＋為3d5的半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（5）118[能力點(diǎn)提升]5.某元素基態(tài)原子的價電子排布式為3d54s2，則下列說法不正確的是（）A.該元素為Mn元素B.該元素原子核外有4個能層C.該元素原子最外層共有7個電子D.該元素屬于d區(qū)元素答案C～H元素在元素周期表中的相對位置如圖。B與F的原子序數(shù)相差6，F(xiàn)元素形成的單質(zhì)呈黃綠色，D與H元素原子核外的電子層數(shù)相同，下列判斷不正確的是（）A.原子半徑：H>F>EB.金屬性：D>B>A與G的原子核外電子數(shù)相差16D.簡單陰離子的還原性：F>H解析由F的單質(zhì)呈黃綠色可判斷出F為Cl元素，由B、F的原子序數(shù)相差6可判斷出B為Na元素，結(jié)合A、B、C、D的位置關(guān)系可知A、C、D分別為Li、K、Ca，結(jié)合E、F、G、H的位置關(guān)系，可知E、G、H分別為F、Br、Se。A項(xiàng)原子半徑Se>Br>Cl>F，正確；B項(xiàng)金屬性Ca>Na>Li，正確；C項(xiàng)，K與Br的核外電子數(shù)分別為19、37相差16，正確；D項(xiàng)，陰離子的還原性：Se2－>Br－>Cl－，錯誤。答案D7.甲～戊五種短周期元素（除稀有氣體元素外）在元素周期表中的位置如下所示，其中元素戊的原子半徑在同周期中最小。下列有關(guān)判斷一定正確的是（）A.甲、丁位于第ⅠA族，均為堿金屬元素B.五種元素中，原子半徑最大的元素為丁C.甲、乙、丙三種元素組成的物質(zhì)中只含共價鍵D.五種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物中只有一種強(qiáng)酸解析由于第一、二、三周期為短周期，故甲只能是H，丁為Na，乙、丙為第二周期元素，戊為第三周期原子半徑最小的元素，故戊為Cl，根據(jù)乙、丙和戊的位置關(guān)系可知乙、丙分別為N、O。A項(xiàng)，H位于第ⅠA族，但不是堿金屬元素，錯誤；B項(xiàng)，同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，同周期元素從左到右，原子半徑逐漸減小，故Na的原子半徑最大，正確；C項(xiàng)，H、N、O三種元素可組成HNO3、HNO2、NH4NO3等物質(zhì)，其中HNO3和HNO2中均只含共價鍵，但NH4NO3中含有共價鍵和離子鍵，錯誤；D項(xiàng)，N、Cl兩種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分別為HNO3和HClO4，且HNO3和HClO4均為強(qiáng)酸，錯誤。答案B[高考真題體驗(yàn)]8.（2022·課標(biāo)全國Ⅲ，12）短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對位置如表所示，這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列關(guān)系正確的是（）WXYZA.氫化物沸點(diǎn)：W＜ZB.氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Y＞W(wǎng)C.化合物熔點(diǎn)：Y2X3＜YZ3D.簡單離子的半徑：Y＜X解析根據(jù)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對位置可知四種元素位于二、三周期，又知這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21，可設(shè)Y的最外層電子數(shù)為x，則有x＋（x＋2）＋（x＋3）＋（x＋4）＝21，x＝3，所以W、X、Y、Z依次為N、O、Al、Cl。A項(xiàng)，NH3分子之間存在氫鍵，故沸點(diǎn)：NH3>HCl，錯誤；B項(xiàng)，Y的氧化物對應(yīng)水化物為Al（OH）3，W的氧化物對應(yīng)水化物若為HNO3，則HNO3酸性強(qiáng)于Al（OH）3，錯誤；C項(xiàng)，Al2O3為離子晶體，而AlCl3為分子晶體，離子鍵要比分子間作用力強(qiáng)得多，故一般離子晶體的熔、沸點(diǎn)高于分子晶體的熔、沸點(diǎn)，錯誤；D項(xiàng)，O2－與Al3＋的電子層結(jié)構(gòu)相同，但O2－的核電荷數(shù)少，故其半徑較大，正確。答案D9.（2022·上?；瘜W(xué)）下表是元素周期表的一部分，其中每個數(shù)字序號代表一種短周期元素。請按要求回答下列問題：（1）寫出②的元素名稱；（2）將①②和③三種元素相比較，非金屬性最強(qiáng)的是（填元素符號）；（3）元素⑥的氫化物的化學(xué)式為；（4）元素④和元素⑤的最高價氧化物對應(yīng)的水化物在溶液中相互反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________________________。答案（1）氧（2）F（3）H2S（4）OH－＋Al（OH）3=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O考點(diǎn)二（選講）分界線附近的重要金屬材料元素——鋁[學(xué)在課內(nèi)]1.鋁的原子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)2.金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①②2Al＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2AlCl3③④2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe（鋁熱反應(yīng)）[名師點(diǎn)撥]①鈍化不是不反應(yīng)，而是反應(yīng)后很快停止了。②能與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的溶液可能呈強(qiáng)酸性也可能呈強(qiáng)堿性。3.鋁的制備及用途（1）制備：電解熔融Al2O3：eq\a\vs4\al(2Al2O3（熔融）\o(=,\s\up7(通電),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑)。（2）用途：①純鋁用作導(dǎo)線。②鋁合金制備汽車、飛機(jī)、生活用品等。4.氧化鋁（1）物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔點(diǎn)很高。（2）化學(xué)性質(zhì)：5.氫氧化鋁（1）物理性質(zhì)白色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的吸附性。（2）化學(xué)性質(zhì)（用化學(xué)方程式表示）Al（OH）3的電離方程式為寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①Al（OH）3＋3H＋=Al3＋＋3H2O；②Al（OH）3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；③2Al（OH）3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。[考在課外]教材延伸判斷正誤（1）鋁合金門窗及餐具堅(jiān)固耐用，所以鋁不易與氧氣反應(yīng)。（×）（2）鋁箔插入稀硝酸中無現(xiàn)象，說明鋁箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜。（×）（3）1molAl與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同。（√）（4）鋁與鹽酸反應(yīng)時，鹽酸作氧化劑，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，氫氧化鈉作氧化劑。（×）（5）能用鋁槽車儲運(yùn)濃硫酸與濃硝酸，是因?yàn)殇X的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)。（×）（6）鋁制餐具不能長時間存放酸性、堿性或咸的食物。（√）（7）加入鋁粉能產(chǎn)生H2的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)。（√）（8）MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑。（×）（9）工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al。（√）（10）鋁條用砂紙打磨后插入濃硝酸中產(chǎn)生紅棕色氣體。（×）（11）使用氫氧化鈉溶液不能分離氧化鎂中混有的氧化鋁。（×）（12）氫氧化鋁可作胃酸的中和劑。（√）（13）中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹。（√）（14）明礬水解時能生成具有吸附性的Al（OH）3膠粒，可用于凈水和消毒。（×）（15）泡沫滅火器滅火是利用了Al2（SO4）3和小蘇打的反應(yīng)。（√）（16）強(qiáng)酸性溶液中鋁元素以Al3＋形式存在，強(qiáng)堿性溶液中鋁元素以AlOeq\o\al(－,2)形式存在。（√）拓展應(yīng)用（1）下列各組物質(zhì)的無色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是。①NaOH、AlCl3②NaHCO3、H2SO4③NaAlO2、NaHSO4④Na2CO3、HCl⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca（OH）2（2）已知NaOH＋Al（OH）3=NaAlO2＋2H2O。向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液，立即封閉罐口，易拉罐漸漸凹癟；再過一段時間，罐壁又重新凸起。上述實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為：________________________________________________________________________________________________________________________________。答案（1）①③④（2）CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O、Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑[基礎(chǔ)點(diǎn)鞏固]1.將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是（）mol·L－1HCl mol·L－1HNO3mol·L－1NaOH mol·L－1H2SO4解析在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不產(chǎn)生H2；加入NaOH溶液，只有Al與之反應(yīng)生成H2，而鎂不反應(yīng)；加入鹽酸，鎂、鋁都與鹽酸反應(yīng)生成H2，所以放出H2的量最多。答案A2.鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸（非氧化性酸）反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：（1）等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是。（2）足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是。（3）足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是。（4）甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測得生成的氣體體積比為V（甲）∶V（乙）＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為。（填字母）g g g g解析（1）根據(jù)化學(xué)方程式：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑得Al與H2的關(guān)系式均為2Al～3H2，故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得H2的量必相等。（2）因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。（3）因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n（HCl）∶n（NaOH）＝3∶1，又因?yàn)閮扇芤后w積相等，故物質(zhì)的量濃度c（HCl）∶c（NaOH）＝n（HCl）∶n（NaOH）＝3∶1。（4）其反應(yīng)原理分別為2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，產(chǎn)生H2的體積比是1∶3，而題設(shè)條件體積比為1∶2，說明此時投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的，而對于NaOH來說是不足的。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑6mol 3mol3mol·L－1×L mol則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為mol×2＝mol。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2×27g 3molg mol即投入的鋁粉為g。答案（1）1∶1（2）1∶3（3）3∶1（4）A3.某課外活動小組欲對鋁鎂合金進(jìn)行研究，測定其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們利用鹽酸、氫氧化鈉溶液設(shè)計(jì)了三種不同的實(shí)驗(yàn)方案：方案一：鋁鎂合金eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液))測定生成氣體的體積方案二：鋁鎂合金eq\o(→,\s\up7(鹽酸))測定生成氣體的體積方案三：鋁鎂合金eq\o(→,\s\up7(鹽酸))溶液eq\o(→,\s\up7(過量NaOH溶液))eq\o(→,\s\up7(過濾、洗滌、灼燒、冷卻))稱量灼燒產(chǎn)物的質(zhì)量。（1）寫出方案一中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________________________________________________________。（2）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)方案二設(shè)計(jì)了兩個實(shí)驗(yàn)裝置，如圖（圖中的鐵架臺已省略）。你認(rèn)為選擇（填“甲”或“乙”）裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更合理，誤差更小。（3）用方案三進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，除了稱量灼燒產(chǎn)物質(zhì)量外，還需稱量的是。解析（1）鎂和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，但鋁是可以的，反應(yīng)的離子方程式是2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。（2）根據(jù)裝置構(gòu)造特點(diǎn)可知，乙裝置可以使鹽酸與合金的反應(yīng)隨時停止，操作簡單，所以實(shí)驗(yàn)更合理，誤差更小。（3）灼燒得到的是氧化鎂，所以要計(jì)算合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要稱量合金樣品的質(zhì)量。答案（1）2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑（2）乙（3）合金樣品的質(zhì)量[名師點(diǎn)撥]鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系鋁與酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是eq\o(A,\s\up6(0))leq\o(→,\s\up7(失去3e－))eq\o(A,\s\up6(＋3))l，故Al與酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)時，Al與H2的關(guān)系都是2Al～3H2。（1）等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣體積比為eq\f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）)＝1∶1。（2）足量的鋁分別與含等物質(zhì)的量的HCl和NaOH的溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為eq\f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）)＝1∶3。（3）一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，若產(chǎn)生氫氣的體積比為eq\f(1,3)<eq\f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）)<eq\f(1,1)，則必定是①鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而鹽酸不足；②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而氫氧化鈉過量。（4）與鋁反應(yīng)放出H2的溶液中，既可能呈酸性，又可能呈堿性，但在酸性環(huán)境中不可能存在NOeq\o\al(－,3)。[能力點(diǎn)提升]4.鎵（Ga）與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如下圖所示，下列判斷不合理的是（）、Ga均處于ⅢA族可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3（OH）3可與NaOH反應(yīng)生成NaGaO2D.酸性：Al（OH）3>Ga（OH）3解析鎵（Ga）與鋁同主族，均處于ⅢA族，故A項(xiàng)正確；Ga2O3與Al2O3的性質(zhì)具有相似性，可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3，故B項(xiàng)正確；Ga（OH）3屬于兩性氫氧化物，與Al（OH）3的性質(zhì)相似，能與NaOH溶液生成NaGaO2，故C項(xiàng)正確；化學(xué)反應(yīng)遵循強(qiáng)酸制弱酸的原理，在NaAlO2和NaGaO2，的混合液中通入CO2，只有Al（OH）3沉淀，而沒有Ga（OH）3沉淀，是由于鎵酸酸性強(qiáng)于碳酸，酸性Al（OH）3<Ga（OH）3，故D項(xiàng)錯誤。答案D5.鋁是一種重要的金屬，在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途，下圖所示是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程：已知：①鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)；②溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng)，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學(xué)反應(yīng)方程式為2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O=Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。回答下列問題：（1）寫出向鋁土礦中加入足量氫氧化鈉溶液后，該步操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________________________________________________________________。（2）濾渣A的主要成分為_________________________________________；硅鋁酸鹽沉淀寫成氧化物的形式是____________________________________。（3）在工藝流程第三步中，選用二氧化碳作酸化劑的原因是__________________________________________________________________________________________________________。（4）若該工廠用mkg鋁土礦共制得nkgAl（假設(shè)每步反應(yīng)進(jìn)行完全），則鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。（5）若將鋁溶解，下列試劑中最好選用（填編號）。A.濃硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.濃硝酸解析（1）Al2O3是兩性氧化物，能與NaOH反應(yīng)，其離子反應(yīng)方程式為Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O，SiO2屬于酸性氧化物，能和NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O，F(xiàn)e2O3屬于堿性氧化物，不與NaOH反應(yīng)。（2）根據(jù)上述分析，濾渣A是Fe2O3，根據(jù)信息②濾渣A中還有Na2Al2Si2O8，因此濾渣A的成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。把硅酸鹽寫成氧化物的形式，要求原子個數(shù)守恒或與硅酸鹽中原子個數(shù)成比例，按照金屬氧化物→SiO2→H2O的形式書寫，如果有多種金屬元素，按照金屬活動性順序書寫，則該硅酸鹽可寫成Na2O·Al2O3·2SiO2。（3）因?yàn)锳lOeq\o\al(－,2)與酸反應(yīng)生成的Al（OH）3不溶于碳酸，但溶于鹽酸，因此用CO2酸化。（4）根據(jù)鋁元素守恒，氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(17n,9m)×100%。（5）Al在濃硫酸、濃硝酸中鈍化，Al和稀硝酸反應(yīng)生成污染性氣體，故最好選用稀硫酸。答案（1）Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O、SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O（2）Fe2O3、Na2Al2Si2O8Na2O·Al2O3·2SiO2（3）Al（OH）3溶于強(qiáng)酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率（4）eq\f(17n,9m)×100%（5）B[高考真題體驗(yàn)]6.（1）（2022·江蘇化學(xué)，18節(jié)選）堿式硫酸鋁溶液可用于煙氣脫硫。室溫下向一定濃度的硫酸鋁溶液中加入一定量的碳酸鈣粉末，反應(yīng)后經(jīng)過濾得到堿式硫酸鋁溶液，反應(yīng)方程式為（2－x）Al2（SO4）3＋3xCaCO3＋3xH2O=2[（1－x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3]＋3xCaSO4↓＋3xCO2↑生成物（1－x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中x值的大小影響堿式硫酸鋁溶液的脫硫效率。①制備堿式硫酸鋁溶液時，維持反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間不變，提高x值的方法有。②堿式硫酸鋁溶液吸收SO2過程中，溶液的pH（填“增大”、“減小”、“不變”）。（2）（2022·江蘇化學(xué)，16）鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦（主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì)）為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。①“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________________________________________________________________________________。②向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH（填“增大”、“不變”或“減小”）。③“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是__________________________________________________________________________________________________________________。解析（1）①堿式硫酸鋁中“氫氧化鋁”的生成原理是：碳酸鈣與硫酸鋁水解出的氫離子反應(yīng)，促進(jìn)硫酸鋁水解，生成氫氧化鋁。所以，欲提高x值，即提高Al（OH）3的生成量，可以增加碳酸鈣的量。也可以在不增加碳酸鈣用量的情況下，加快攪拌速率，使二者接觸更充分，從而使硫酸鋁的水解率增大。②二氧化硫是酸性氧化物，吸收二氧化硫必將使堿式硫酸鋁溶液的pH減小。（2）①“堿溶”時，Al2O3與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2和H2O，注意離子方程式。②“過濾I”所得濾液為NaAlO2溶液，加入NaHCO3溶液，過濾Ⅱ后電解的是Na2CO3溶液，說明溶液的溶質(zhì)由NaAlO2變?yōu)镹a2CO3，發(fā)生反應(yīng)AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al（OH）3↓＋COeq\o\al(2－,3)，說明AlOeq\o\al(－,2)結(jié)合H＋能力強(qiáng)于COeq\o\al(2－,3)，即其水解能力強(qiáng)，說明堿性NaAlO2>Na2CO3，溶液的pH減小。③電解熔融Al2O3，陽極O2－放電生成O2，石墨（C）電極會被O2氧化。答案（1）①適當(dāng)增加CaCO3的量或加快攪拌速率②減?。?）①Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O②減小③石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化考點(diǎn)三（選講）分界線附近的重要非金屬材料元素——硅[學(xué)在課內(nèi)]1.硅（1）硅的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)（2）化學(xué)性質(zhì)——在化學(xué)反應(yīng)中性質(zhì)穩(wěn)定，一般表現(xiàn)還原性2.二氧化硅（SiO2）的化學(xué)性質(zhì)特性—與HF反應(yīng)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O（3）用途：光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器。[名師點(diǎn)撥]①SiO2雖能與HF反應(yīng)，但不是兩性氧化物，是酸性氧化物。②SiO2雖是酸酐，但難溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3。③H2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3，但高溫下可發(fā)生Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑④Si還原性強(qiáng)于C，但高溫下可發(fā)生2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑3.硅酸4.傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。①常見硅酸鹽材料比較水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料石灰石、黏土純堿、石灰石和石英黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯生產(chǎn)條件高溫②玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應(yīng)：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑。[考在課外]教材延伸判斷正誤（1）硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在。（√）（2）晶體硅熔點(diǎn)高、硬度大，故可用于制作半導(dǎo)體材料。（×）（3）高純度的單晶硅用于制造光導(dǎo)纖維。（×）（4）Si→SiO2→H2SiO3均能一步轉(zhuǎn)化。（×）（5）常溫下硅既不能與強(qiáng)酸反應(yīng)也不能與強(qiáng)堿反應(yīng)。（×）（6）加熱到一定溫度，硅能與氧氣、氯氣等非金屬反應(yīng)。（√）（7）非金屬性：C>Si，則熱穩(wěn)定性：CH4>SiH4。（√）（8）高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅。（√）（9）常溫下，SiO2既能與KOH溶液反應(yīng)又能與稀鹽酸反應(yīng)。（×）（10）SiO2分子是由一個硅原子和兩個氧原子構(gòu)成。（×）（11）常溫下，SiO2與氫氟酸、NaOH溶液均可反應(yīng)，SiO2是兩性氧化物。（×）（12）因?yàn)镠F與SiO2反應(yīng)，故用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記。（√）（13）向硅酸鈉溶液中通入適量CO2，出現(xiàn)白色沉淀，證明碳的非金屬性大于硅。（√）（14）水玻璃是混合物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑。（√）（15）硅膠多孔，吸水能力強(qiáng)，常用作袋裝食品的干燥劑和抗氧化劑。（×）（16）普通玻璃、石英玻璃、水泥、瑪瑙都屬于硅酸鹽產(chǎn)品（×）（17）合成纖維與光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金屬材料。（×）拓展應(yīng)用（1）用SiO2制備H2SiO3的方法用化學(xué)方程式表示：_______________________________________________________________________________。答案SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3↓＋2NaCl（2）高溫熔融燒堿、純堿時可選用下列坩堝中的。A.普通玻璃坩堝 B.石英玻璃坩堝C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝答案D思維探究（1）Si的還原性比C強(qiáng)，為什么高溫條件下可以用C與SiO2反應(yīng)制硅？答案2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑中CO為氣體，逸出有利于反應(yīng)發(fā)生。（2）氫氟酸、NaOH溶液保存時試劑瓶選擇應(yīng)注意什么？答案由于氫氟酸可以與玻璃中的SiO2發(fā)生SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，氫氟酸可以腐蝕玻璃，保存氫氟酸，應(yīng)選塑料瓶。由于NaOH溶液可以和玻璃中的SiO2發(fā)生反應(yīng)生成Na2SiO3，時間一長會將瓶口與瓶塞粘在一起，故應(yīng)選橡膠塞。[基礎(chǔ)點(diǎn)鞏固]1.我國科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，微觀結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是（）與干冰的晶體結(jié)構(gòu)相似耐腐蝕，不與任何酸反應(yīng)C.工業(yè)上用SiO2制備粗硅D.光纖主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性答案C2.（2022·濟(jì)南聯(lián)考）下列離子方程式的書寫正確的是（）A.水玻璃中通入過量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B.澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca（OH）2＋2CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)C.硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si＋4H＋＋4F－=SiF4↑＋2H2↑D.二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O解析Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na＋、SiOeq\o\al(2－,3)，CO2過量且應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)，且生成的H2SiO3應(yīng)加沉淀符號，A錯；B項(xiàng)正確寫法是CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)，B錯；C項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－，C錯。答案D3.（原創(chuàng)新題）2022年3月，哈薩克斯坦境內(nèi)有大量隕石墜落，經(jīng)化學(xué)分析，隕石中游離態(tài)的鐵含量約為10%，此外還有橄欖石（Fe2SiO4）、亞硫酸鹽等成分。下列有關(guān)說法正確的是（）A.橄欖石中含有一定量的石英晶體B.此隕石具有耐酸、堿的特性C.隕石中含有游離態(tài)的鐵是因?yàn)樵谕馓罩需F的活性比地球上鐵的活性低D.橄欖石中Fe為＋2價解析A項(xiàng)，橄欖石為硅酸鹽，其中不含SiO2；B項(xiàng)，硅酸鹽、Fe均與酸反應(yīng)；C項(xiàng)，F(xiàn)e單質(zhì)的性質(zhì)一樣，而環(huán)境不一樣；D項(xiàng)，由Fe2SiO4分析知Fe為＋2價。答案D[能力點(diǎn)提升]4.硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。（1）硅在元素周期表中的位置是_________________________________________。（2）工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)有：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(3273K))Si（粗）＋2CO↑；SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(3273K))SiC＋2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為。（3）工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅：①若反應(yīng)Ⅰ為Si（粗）＋3HCleq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3＋H2，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為__________________________________________________________。②整個制備過程中必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________。解析（1）硅在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族。（2）根據(jù)反應(yīng)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(3273K))Si（粗）＋2CO↑，SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(3273K))SiC＋2CO↑，生成1molSi需2molC、1molSiO2，生成1molSiC需3molC、1molSiO2，產(chǎn)品中Si與SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為5∶2。（3）①反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1373～1453K))Si（純）＋3HCl。②化學(xué)方程式為SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑。答案（1）第三周期第ⅣA族（2）5∶2（3）①SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1373～1453K))Si（純）＋3HCl②SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑[高考真題體驗(yàn)]5.[2022·課標(biāo)全國Ⅱ，26（1）（2）（3）]水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：回答下列問題：（1）在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是______________________________________________________________________________________________________________，還可使用代替硝酸。（2）沉淀A的主要成分是，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________。（3）加氨水過程中加熱的目的是_________________________________________________________________________________________________________。沉淀B的主要成分為、（填化學(xué)式）。解析（1）Fe3＋容易在pH較小時轉(zhuǎn)化為沉淀，所以需要將Fe2＋氧化為Fe3＋。雙氧水可以將Fe2＋氧化為Fe3＋且不會引入雜質(zhì)。（2）二氧化硅不與強(qiáng)酸反應(yīng)，但與HF反應(yīng)，所以沉淀A是二氧化硅。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。（3）加熱可以促進(jìn)Fe3＋、Al3＋水解生成Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀。pH為4～5時Ca2＋、Mg2＋不沉淀，F(xiàn)e3＋、Al3＋沉淀，所以沉淀B為Fe（OH）3、Al（OH）3。答案（1）將Fe2＋氧化為Fe3＋雙氧水（2）SiO2SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O（3）防止膠體生成，易沉淀分離Fe（OH）3Al（OH）3活頁作業(yè)A組基礎(chǔ)鞏固題1.近年來美國研究人員合成了光伏電池新型硅材料——Si24。下列相關(guān)說法正確的是（）是一種新型化合物是硅的一種同素異形體易與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣D.硅太陽能電池供電原理與原電池相同解析Si24是一種單質(zhì)，A錯誤；Si24是硅的一種同素異形體，B正確；硅不與稀硫酸反應(yīng)，C錯誤；硅太陽能電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤。答案B和Y均為短周期元素，已知aXn－比bYm＋多兩個電子層，則下列說法正確的是（）>5 ＋n－b＋m＝10（或16）只能位于第三周期 不可能位于第二周期解析aXn－比bYm＋多兩個電子層有兩種情況：3、1或2、0。若為3、1時，D項(xiàng)錯誤；b的數(shù)值一定小于5，A項(xiàng)錯誤；若為2、0，C項(xiàng)錯誤。答案B3.如圖為元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核電荷數(shù)為x，則這五種元素的核電荷數(shù)之和為（）＋10 ＋14 ＋16解析答案A4.某元素的原子最外層電子排布是6s26p4，該元素或其化合物不可能具有的性質(zhì)是（）A.該元素單質(zhì)可能是導(dǎo)體B.該元素的最高化合價呈＋6價C.該元素能與氫氣反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物D.基態(tài)該原子的價電子排布圖為答案C5.下列說法中正確的是（）A.所有金屬元素都分布在d區(qū)和ds區(qū)B.最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)C.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10個縱列的元素都是金屬元素區(qū)均為金屬元素解析A項(xiàng)，s區(qū)、p區(qū)也有金屬元素；B項(xiàng)，最外層電子數(shù)為2的元素有的也位于d區(qū)或ds區(qū)；D項(xiàng)，s區(qū)中的氫是非金屬元素。答案C6.有四種前四周期的元素，它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所述：元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息A是應(yīng)用最廣泛的金屬B是第三周期元素，其最高價氧化物的水化物呈兩性C元素的氣態(tài)氫化物極易溶于水，可用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質(zhì)或化合物也是自來水生產(chǎn)過程中常用的消毒殺菌劑請根據(jù)表中信息填寫：（1）A原子的核外電子排布式為________________________________。（2）B元素在周期表中第族。（3）C的基態(tài)原子的軌道表示式為，其原子核外有個未成對電子，能量最高的電子為軌道上的電子。（4）C的同周期元素中第一電離能小于C的非金屬元素有種。（5）B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________。與D的氫化物的水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________。解析根據(jù)題中信息可推出：A為Fe，B為Al，C為N，D為Cl。（1）A為Fe，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。（2）B為Al，其在元素周期表中的位置為第三周期、第ⅢA族。（3）C為N，其基態(tài)原子的軌道表示式為，其中有3個未成對電子，能量最高的為2p軌道上的電子。（4）第二周期元素中非金屬元素有B、C、N、O、F、Ne，其中第一電離能小于氮元素的有B、C、O三種元素。（5）本題考查Al（OH）3與NaOH和HCl反應(yīng)的化學(xué)方程式，Al（OH）3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，Al（OH）3＋3HCl=AlCl3＋3H2O。答案（1）1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2（2）ⅢA（3）（4）3（5）NaOH＋Al（OH）3=NaAlO2＋2H2O3HCl＋Al（OH）3=AlCl3＋3H2O7.銅、鎵、硒、硅等元素的化合物是生產(chǎn)第三代太陽能電池的重要材料。請回答：（1）基態(tài)銅原子的電子排布式為_________________________________________；已知高溫下CuO→Cu2O＋O2，從銅原子價層電子結(jié)構(gòu)（3d和4s軌道上應(yīng)填充的電子數(shù)）變化角度來看，能生成Cu2O的原因是_________________________。（2）硒在元素周期表第周期族，其價電子排布圖為_________________________________________________________。解析（1）銅元素為29號元素，原子核外有29個電子，所以核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，CuO中銅的價層電子排布為3d9，Cu2O中銅的價層電子排布為3d10，3d10為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以在高溫時能生成Cu2O。（2）硒在元素周期表第四周期第ⅥA族，價電子排布式為4s24p4，價電子排布圖為答案（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1CuO中銅的價層電子排布為3d9，Cu2O中銅的價層電子排布為3d10，后者處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)而前者不是（2）四ⅥAB組素養(yǎng)提升題8.甲～庚元素在周期表中的相對位置如下表，己的最高價氧化物對應(yīng)水化物有強(qiáng)脫水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外層與最內(nèi)層具有相同電子數(shù)。下列判斷不正確的是（）A.丙與戊的原子序數(shù)相差28B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：庚>己>戊C.丁的氧化物可用于制造光導(dǎo)纖維D.常溫下，甲和乙的單質(zhì)均能與水劇烈反應(yīng)解析由己的信息，可知己為S，丁為Si，甲為Mg，從而推知乙為Ca，丙為B，戊為As，庚為F。A項(xiàng)，B、As原子序數(shù)相差28，正確；B項(xiàng)，穩(wěn)定性HF>H2S>AsH3，正確；C項(xiàng)，SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，正確；D項(xiàng)，Mg常溫下與水反應(yīng)微弱，錯誤。答案D9.工業(yè)上用某種氧化鋁礦石（含F(xiàn)e2O3雜質(zhì)）為原料冶煉鋁的工藝流程如下：對上述流程的判斷正確的是（）A.試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替C.反應(yīng)Ⅱ中的離子方程式為CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al（OH）3↓＋HCOeq\o\al(－,3)D.工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al，成本更低解析A項(xiàng)，試劑X應(yīng)為強(qiáng)堿溶液，使Al2O3溶解，A錯誤；B項(xiàng)，若用強(qiáng)酸代替CO2，強(qiáng)酸過量時，Al（OH）3會溶解，不能保證得到Al（OH）3沉淀，B錯誤；D項(xiàng)，因Al比Fe活潑，不能用Fe置換Al，D錯誤。答案C10.將一定質(zhì)量的鎂鋁混合物投入200mL硫酸中，固體全部溶解后，向所得溶液中加入5mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示：則下列說法不正確的是（）A.鎂和鋁的總質(zhì)量為9gB.最初20mLNaOH溶液用于中和過量的硫酸C.硫酸的物質(zhì)的量濃度為mol·L－1D.生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L解析由圖像知，n[Mg（OH）2]＝mol，n[Al（OH）3]＝mol－mol＝mol，則m（Mg）＝mol×24g·mol－1＝g，m（Al）＝mol×27g·mol－1＝g，m（Mg）＋m（Al）＝9g；由圖像知，最初20mLNaOH溶液用于中和過量的硫酸；當(dāng)沉淀達(dá)到最大值時，溶液中的溶質(zhì)只有Na2SO4，則有n（Na＋）＝2n（SOeq\o\al(2－,4)），即n（NaOH）＝2n（H2SO4），n（H2SO4）＝eq\f(1,2)n（NaOH），c（H2SO4）＝n（H2SO4）/V＝eq\f(5mol·L－1×L,2×L)＝mol·L－1；標(biāo)準(zhǔn)狀況下mol的Mg與稀H2SO4反應(yīng)生成的氫氣L，mol的Al與稀H2SO4反應(yīng)生成的氫氣L，共生成氫氣L，D項(xiàng)錯誤。答案D11.硅作為一種新型能源被廣泛開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法中，你認(rèn)為不正確的是（）A.硅燃燒產(chǎn)物對環(huán)境產(chǎn)生的污染，容易得到有效控制B.從Si（s）＋O2（g）eq\o(=,\s\up7(△))SiO2（s）ΔH＝－kJ·mol－1可知，硅燃燒放出的熱量多，故硅是一種高能燃料C.自然界中硅的儲量豐富，可以從自然界直接獲得單質(zhì)硅D.硅便于運(yùn)輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料之一解析硅燃燒生成二氧化硅，二氧化硅是固體，其污染容易得到有效控制；硅為固體燃料，化學(xué)性質(zhì)不活潑，運(yùn)輸、貯存比較容易且又安全；硅在自然界中無單質(zhì)形式，只有化合態(tài)，所以C是錯誤的。答案C12.（2022·山東青島月考）有A、B、C、D、E5種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于20。其中A為非金屬元素；A和E屬同一族，它們的原子最外層電子排布為ns1，B和D也屬同一族，它們的原子最外層的p能級電子數(shù)均是s能級電子數(shù)的兩倍。C原子最外層電子數(shù)等于D原子最外層電子數(shù)的一半。請回答下列問題：（1）A是，B是，C是，D是，E是。（2）由這五種元素組成的一種化合物是（寫化學(xué)式）。寫出該物質(zhì)的一種主要用途：_________________________________________________________。（3）寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式：______________________________。（4）用電子排布圖表示D元素原子的價電子排布為________________________________________________________________________________________________________。（5）元素B與D的電負(fù)性的大小關(guān)系是BD，C與E的第一電離能的大小關(guān)系是CE。（填“>”“<”或“＝”）解析A、B、C、D、E5種元素核電荷數(shù)都小于20，故都為主族元素，A、E屬同一族且最外層電子排布為ns1，故為第ⅠA族元素，而A為非金屬元素，則A為氫元素；B、D為同一族，其原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍，故其原子最外層電子排布為ns2np4，為第ⅥA族元素，B的核電荷數(shù)小于D的，則B為氧元素，D為硫元素，E為鉀元素；C原子最外層電子數(shù)為硫原子最外層電子數(shù)的一半，則C為鋁元素。同主族元素自上而下電負(fù)性、第一電離能（第ⅡA族和第ⅤA族元素除外）逐漸減小，故B（氧）的電負(fù)性大于D（硫）的，E（鉀）的第一電離能小于鈉的，又同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，故鈉的第一電離能小于C（鋁）的，即第一電離能Al>K。答案（1）HOAlSK（寫元素名稱也可）（2）KAl（SO4）2·12H2O作凈水劑（3）1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1（4