原子结构与元素周期表课后练习- 高一化学上学期人教版（2019）必修第一册

4.1原子结构与元素周期表——课后练习一、选择题（共16题，每题3分，共48分）1．已知磷原子的核电荷数是15，相对原子质量是31，则磷原子的核内质子数是A．15 B．16 C．31 D．462．设阿伏加德罗常数的值为，下列说法正确的是A．标准状况下，含有的分子数为B．完全溶于水，转移电子数为C．加入沸水中生成胶体的粒子数为D．已知，则0.5molX中含有的中子数为3．元素R的一种原子，质量数为A，其阴离子有B个电子，则原子核内的中子数为A． B． C． D．4．下列说法正确的是A．我国明代宋应星所著的《天工开物》蕴含着丰富的化学知识和经验B．工业生产某种物质，只要考虑反应进行的可能性，原料来源、成本高低的因素不考虑C．和是氧元素的同素异形体，物理性质和化学性质相同D．图标提示实验时需要开启排风扇，以除去实验中产生的有毒有害的气体5．下列叙述正确的是A．氯化氢和盐酸都可用化学式HCl表示，所以它们是完全相同的物质B．工业上制造镁粉时，镁蒸气在N2中冷却C．石墨和C60互称为同素异形体，相互转化是化学变化D．向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液，继续加热搅拌可制得Fe(OH)3胶体6．科学家为社会发展做出了巨大贡献，下列研究成果与科学家对应关系不符的是A．门捷列夫发现了元素周期律，使化学的研究变得有规律可循B．屠呦呦为提取抗疟药青蒿素做出卓越贡献而获得诺贝尔奖C．侯德榜发明的侯氏制碱法推动了我国烧碱工业的发展D．道尔顿提出分子学说，使人们对物质结构的认识发展到一个新的阶段7．医学研究证明，放射性I可以用来治疗肿瘤。下列有关I叙述正确的是A．I是一种新发现的元素B．I核内的中子数与核外电子数之差为29C．I位于元素周期表中第四周期第ⅦA族D．I是碘的一种同素异形体8．电磁波引起的电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题日益严重，不仅对电子仪器、设备造成干扰和损坏，影响其正常工作，也会污染环境，危害人类健康。另外，电磁波泄露也会危及信息安全。镍包铜粉是导电硅橡胶目前最理想的导电填充料，优秀的导电性能和电磁波屏蔽性能，在导电橡胶高温成形时具良好的抗氧化，在各种环境抗腐蚀性(盐雾试验)具有相当长的使用寿命，保证产品的合格率的为百分百。橡胶中主要元素是碳元素，碳和氧原子结构中相同的是A．质子数 B．电子层数 C．核外电子数 D．最外层电子数9．今年我国发布了首个医用同位素中长期发展规划。临床医用同位素有、、等。有关说法正确的是A．位于元素周期表的第二周期第ⅥA族B．与具有相同的最外层电子数C．与的性质完全相同D．的中子数为奇数10．分类是科学研究的重要方法，下列物质分类正确的是A．化合物：干冰、臭氧、小苏打B．混合物：空气、水玻璃、漂白粉C．同素异形体：活性炭、、D．非电解质：乙醇、四氯化碳、氯气11．据科学家预测，月球的土壤中吸附着百万吨的氦(3He)，下列关于氦(3He)元素的说法正确的是A．原子核外电子数为3 B．相对原子质量为2C．原子的中子数为2 D．原子结构示意图为12．下列各组微粒中，质子数和电子数均相等的是A．Na+和Ne B．H2O和OH- C．NH和NH3 D．H2SO4和H3PO413．美国和墨西哥研究人员将普通纳米银微粒分散到纳米泡沫碳(碳的第五种单质形态)中，得到不同形状的纳米银微粒，该纳米银微粒能有效杀死艾滋病病毒(HIV1)。纳米泡沫碳与金刚石的关系是A．同素异形体 B．同分异构体 C．同一种物质 D．同位素14．下列属于同素异形体的是A．CO和CO2 B．O2和O3 C．H2O和H2O2 D．C2H5OH和CH3OCH315．下列说法正确的是A．红磷转化为白磷，属于物理变化B．石墨导电、金刚石不导电，故二者不是同素异形体C．和分子式不同，化学性质相同D．单质硫有、、等，它们都是硫的同素异形体16．下列说法正确的是A．红磷转化为白磷，属于物理变化B．O2和O3分子式不同，但性质相同C．单质硫有S2、S4、S6等，它们都是硫的同素异形体D．石墨导电、金刚石不导电，故二者不是同素异形体二、多选题（共4题，每题3分，共12分）17．钛金属常被称为未来钢铁。钛元素的同位素Ti、Ti、Ti、Ti中，中子数不可能为A．30 B．28 C．26 D．2418．利用海洋资源获得的部分物质如图所示，下列有关说法正确的是A．在化学反应中，可转变为 B．“加碘食盐”生产中碘添加剂为C．实验室用带玻璃塞的棕色试剂瓶贮存液溴 D．工业上用电解饱和溶液的方法制得Mg19．下列四组物质中，具有相同核外电子总数的两种分子是A．H2O2和CH3OH B．HNO2和HClOC．H2O和CH4 D．H2S和HF20．任何科学真理的发现，都不是一帆风顺的，门捷列夫的元素周期表奠定了现代化学和物理学的理论基础。下列关于元素周期表的说法中，不正确的是A．周期表中的副族、VIII族都是金属元素 B．周期表中的IA族都是金属元素C．周期表中的非金属元素都位于短周期 D．周期表中的0族元素都是非金属元素三、综合题（共4题，每题10分，共40分）21．资料显示“O2的氧化性随溶液pH的增大逐渐减弱”。某兴趣小组探究不同条件下KI与O2的反应．实验如下。装置烧杯中的液体现象（5分钟后）①2mL1mol/LKI溶液+5滴淀粉无明显变化②2mL1mol/LKI溶液+5滴淀粉+2mL0.2mol/LHCl溶液变蓝③2mL1mol/LKI溶液+5滴淀粉+2mL0.2mol/LKCl无明显变化④2mL1mol/LKI溶液+5滴淀粉+2mL0.2mol/LCH3COOH溶液变蓝，颜色较②浅（1）实验②中生成I2的离子方程式是___________。（2）实验③的目的是_________________________________________________________________。（3）实验④比②溶液颜色浅的原因是________。（4）为进一步探究KI与O2的反应，用上表中的装置继续进行实验：烧杯中的液体现象（5小时后）⑤2mLpH=8.5混有KOH的1mol/LKI溶液+5滴淀粉溶液才略变蓝⑥2mLpH=10混有KOH的1mol/LKI溶液+5滴淀粉无明显变化I．对于实验⑥的现象．甲同学提出猜想“pH=10时O2不能氧化I-”，设计了下列装置进行实验，验证猜想。i．烧杯a中的溶液为____。ii．实验结果表明，此猜想不成立。支持该结论的实验现象是：通入O2后，_______。Ⅱ．乙同学向pH=10的KOH溶液（含淀粉）中滴加碘水，溶液先变蓝后迅速褪色．经检测褪色后的溶液中含有IO3-，褪色的原因是（用离子方程式表示）____________。（5）该小组同学对实验过程进行了整体反思．推测实验①的现象产生的原因可能是______；实验⑥的现象产生的原因可能是_______。22．回答下列问题：（1）以Fe、CuO、H2SO4三种物质为原料，用两种方法制取铜(用化学方程式表示)：方法一：___________。方法二：___________。（2）请从不同角度对硝酸进行分类___________、___________、___________。（3）请写出NH4NO3的电离方程式：___________。（4）请写出与O2互为同素异形体的物质的化学式：___________（5）当光束通过下列物质时，不会出现丁达尔现象的分散系有___________(填字母)。A．氢氧化铁胶体B．水C．蔗糖溶液D．氯化铁溶液E．云、雾（6）现有下列物质，请回答问题①NaOH溶液②铝③液态氯化氢④大理石⑤二氧化碳⑥酒精⑦氢氧化铜⑧硫酸氢钠⑨氨气⑩熔融的KNO3；A．以上物质属于强电解质的是___________。(填序号，下同)B．以上物质属于弱电解质的是___________。C．以上物质属于非电解质的是___________。23．某小组欲探究Cl2与KI溶液的反应，设计实验装置如下图。已知：I2在水中溶解度很小，在KI溶液中溶解度显著增大，I2(S)+I-I3-(aq)。容器中盛放的试剂分别为：A．MnO2C．0.5000mol/L的KI溶液D．AgNO3溶液E．NaOH溶液F．浓盐酸完成下列填空：（1）仪器A的名称____________，B中的试剂是_________________。（2）当D装置中出现__________________时，停止加热；E的作用是_______________。（3）当氯气开始进入C时，C中看到的现象是____________________；不断向C中通入氯气，看到溶液颜色逐渐加深，后来出现深褐色沉淀，试运用平衡移动原理分析产生这些现象的原因___________________。（4）持续不断地向C中通入氯气，看到C中液体逐渐澄清，最终呈无色。推测此时C中无色溶液里含碘物质的化学式_________________（此时溶液中只有一种含碘微粒）。为确定含碘物质中碘元素的化合价，进行如下实验：①取反应后C中溶液5.00mL（均匀）于锥形瓶中，加入KI（过量）和足量稀硫酸。②向上述锥形瓶中滴加淀粉指示剂，溶液变蓝，用0.6250mol/L的Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去，耗Na2S2O3溶液24.00mL。已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-计算：碘元素的化合价为_______________。（5）欲检验某溶液中是否含有I-，可使用的试剂为氯水和淀粉溶液。合理的实验操作为_________________________________。24．实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。下面是某同学完成的探究实验报告的一部分：实验名称：卤素单质的氧化性强弱比较实验药品：溴化钠溶液、碘化钾溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸实验设计如下，请回答：（1）完成该实验需用到的实验仪器是__、__。（2）②中反应的化学方程式为__；③中反应的离子方程式为__。（3）四氯化碳在实验中所起的作用是__。（4）该同学的实验设计不足之处是__，改进的办法是__。答案解析部分1．A【分析】根据原子中：核电荷数=核内质子数=核外电子数、相对原子质量=质子数+中子数，结合题意进行分析解答；【详解】因为原子中：核电荷数=核内质子数=核外电子数，由题意磷原子的核电荷数是15，故磷原子的核内质子数是15，故A正确；答案选A。2．D【详解】A.标准状况下，是液态，因此含有的溴分子的物质的量不是0.1mol，错误；B.的物质的量为0.5mol，完全溶于水生成和NO，根据可知，转移的电子数为，错误；C.胶体粒子是由多个Fe(OH)3聚合而成，加入沸水中生成胶体粒子小于，故胶体粒子总数不为0.1mol，错误；D.根据反应可知X的质量数为226-4=222，质子数为88-2=86，则中子数为222-86=136，0.5molX含有的中子数为，D正确。故选D。3．B【详解】阴离子Rn−有B个电子，则R有B-n个质子，质量数=质子数+中子数，则中子数为A-(B-n)=A-B+n，故选B。4．A【详解】A．《天工开物》共三卷十八篇，全书收录了农业、手工业，诸如机械、砖瓦、陶瓷、硫磺、烛、纸、兵器、火药、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等生产技术，故我国明代宋应星所著的《天工开物》蕴含着丰富的化学知识和经验，A正确；B．工业生产某种物质，不仅要考虑反应进行的可能性，还要考虑原料来源、成本高低的因素，B错误；C．和是氧元素的同素异形体，其物理性质不相同，化学性质具有相似性，也不完全相同，C错误；D．图标为护目镜，是提示进行化学实验时需要佩戴护目镜，以保护眼睛，D错误；故答案为：A。5．C【详解】A．氯化氢是纯净物，盐酸是氯化氢的水溶液，所以它们不是完全相同的物质，A错误B．Mg蒸气和氮气反应生成氮化镁，不能作冷却剂，故B错误；C．同素异形体的转化是化学变化故C正确；D．制备Fe(OH)胶体：将饱和的FeCl；溶液滴加到沸水中，不能搅拌，故D错误；故选C。6．D【详解】A．1869年，门捷列夫发现了元素周期表，使化学的研究变得有规律可循，为化学学科的发展做出了突出的贡献，A正确；B．2015年中国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素而获得诺贝尔奖，为医学做出了卓越的贡献，B正确；C．侯德榜发明的侯氏制碱法，为我国制碱工艺做出了卓越贡献，推动了我国制碱工业的发展，C正确；D．阿伏加德罗提出分子学说，使人们对物质结构的认识发展到一个新的阶段，D错误；答案选D。7．B【详解】A．I的质子数是53，属于碘元素，不是新发现的元素，A错误；B．I质子数是53，电子数为53，核内的中子数=135-53=82；所以I核内的中子数与核外电子数之差为82-53=29，B正确；C．是碘的一种同位素，碘元素位于第五周期VIIA族，C错误；D．同素异形体的研究对象是单质，I是碘的一种同位素，D错误；答案选B。8．B【详解】碳原子的质子数为6、电子层数为2、核外电子数为6、最外层电子数为4；氧原子质子数为8、电子层数为2、核外电子数为8、最外层电子数为6，故相同的为电子层数。故选B。9．B【详解】A．C元素的原子序数为6，位于元素周期表的第二周期第ⅣA族，故A错误；B．F和I位于同一主族，最外层都是7个电子，故B正确；C．14C和12C的化学性质几乎完全相同，但物理性质有差异，故C错误；D．23Na的质子数为11，所以中子数为23-11=12，为偶数，故D错误；故选B。10．B【详解】A．干冰、小苏打符合化合物概念，都是化合物，但臭氧是由氧元素组成的单质，故A错误；B．空气是氮气、氧气等多种气体的混合物，水玻璃主要成分为硅酸钠的水溶液，漂白粉为氯化钙与次氯酸钙的混合物，故B正确；C．活性炭、是碳元素的不同单质，属于碳元素的同素异形体，但是C未指明是哪种形态的碳单质，故C错误；D．乙醇，四氯化碳是非电解质，氯气是单质，不是化合物，既不是电解质也不是非电解质，故D错误；故选：。11．D【详解】A．氦为元素周期表中2号元素，质子数为2，核外电子数为2，故A错误；B．相对原子质量等于质子数加中子数等于质量数，所以相对原子质量为3，故B错误；C．中子数=质量数-质子数，故中子数为1，故C错误；D．氦为元素周期表中2号元素，质子数为2，原子结构示意图为，故D正确；故答案为D。12．D【详解】A．Na+质子数是11，电子数是10；Ne质子数、电子数都是10，二者质子数不等，A不符合题意；B．H2O质子数、电子数是10，OH-的质子数是9，电子数是10，二者的质子数不等，B不符合题意；C．NH质子数是11，电子数是10；NH3质子数是10，电子数是10，二者的质子数不等，C不符合题意；D．H2SO4和H3PO4都是中性分子，质子数、电子数都是50，D符合题意；故合理选项是D。13．A【详解】A．同一元素的不同单质互称同素异形体，纳米泡沫碳与金刚石都是碳元素的不同单质，所以互称同素异形体，故选A；B．同分异构体是化合物，而纳米泡沫碳与金刚石都是碳元素的不同单质，不是同分异构体，故不选B；C．纳米泡沫碳与金刚石组成元素一样，但结构不一样，不是同一种物质，故不选C；D．同位素是质子数相同而中子数不同的原子，纳米泡沫碳与金刚石是单质，故不选D；选A。14．B【详解】同素异形体是由同种元素组成的不同单质。A．CO和CO2均是化合物，不是单质，A错误；B．O2和O3都是由氧元素组成的，是两种不同的单质，B正确；C．H2O和H2O2均是化合物，不是单质，C错误；D．C2H5OH和CH3OCH3是同分异构体，D错误；故选B。15．D【详解】A．红磷转化为白磷，生成了新物质，属于化学变化，A错误；B．石墨和金刚石是均由碳元素组成的不同单质，属于同素异形体，B错误；C．和分子式不同，化学性质有较大不同，C错误；D．单质硫有、、等，它们都是硫的同素异形体，D正确；故选D。16．C【详解】A．红磷转化为白磷有新物质生成，属于化学变化，A错误；B．O2和O3分子式不同，结构不同，性质有所差异，尤其是物理性质差异较大，化学性质相似，B错误；C．S2、S4、S6均为S元素形成的不同单质，均为硫的同素异形体，C正确；D．石墨、金刚石均为由碳元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，D错误；综上所述答案为C。17．AD【详解】根据原子符号左下角的数字为质子数，左上角的数字为质量数，质子数+中子数=质量数，Ti的中子数为47-22=25，Ti的中子数为为48-22=26，Ti的中子数为为29-22=27，Ti的中子数为50-22=28。故答案选AD。18．BC【详解】A．化学反应的过程就是原子重新组合的过程，在化学反应中，原子的种类、数目不变，则H2O不可转变为D2O，故A错误；B．“加碘食盐”生产中碘添加剂为碘酸钾，故B正确；C．溴单质具有强氧化性和腐蚀性，不能用橡胶塞而用玻璃塞，溴易挥发，应保存在棕色瓶中，避免光照，放在阴凉处；液溴密度比水大，在液溴表层加水，液封可防止其挥发，故C正确；D．工业上用电解熔融MgCl2制Mg，故D错误；故选BC。19．AC【详解】A.H2O2和CH3OH的核外电子数分别为12+28=18和6+4+8=18，符合题意，故A正确；B.HNO2和HClO的核外电子数分别为1+14+28=31和1+17+8=26，不符合题意，故B错误；C.H2O和CH4的核外电子数分别为12+8=10和6+14=10，符合题意，故C正确；D.H2S和HF的核外电子数分别为12+16=18和1+7=8，不符合题意，故D错误；答案选AC。20．BC【详解】A．周期表中的副族、Ⅷ族为过渡金属元素，都为金属，故A不选；B．周期表中的IA族包括H、Li、Na、K、Rb、Cs等，不都为金属元素，故B选；C．非金属元素位于周期表的右侧，包括短周期和长周期元素，故C选；D．周期表中的0族元素包括He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等，都为非金属元素，故D不选；故选：BC。21．4I-+O2+4H+=2I2+2H2O验证Cl-是否影响KI与O2的反应其他条件相同时，CH3COOH是弱电解质，溶液中c(H+)较盐酸小，O2的氧化性减弱pH=10的KOH溶液电流表指针偏转，烧杯b的溶液颜色变深3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O中性条件下，O2的氧化性比较弱，该反应速率慢，短时间内难以生成“一定量”碘单质使溶液颜色发生变化pH=10的KOH溶液中I-被氧化生成I2，I2迅速发生歧化反应变为IO3-和I-【详解】(1)实验②是在酸性条件下氧气将碘离子氧化生成碘单质，碘单质遇淀粉使溶液变蓝，其反应的离子方程式是：4I-+O2+4H+=2I2+2H2O；（2）实验②加入盐酸电离产生的H+和Cl-，通过实验③可以排除是否为Cl-离子对于KI与O2的反应的影响；(3)其他条件相同时，CH3COOH是弱电解质，溶液中c(H+)较盐酸小，O2的氧化性随溶液pH的增大逐渐减弱，故实验④比②溶液颜色浅；(4)i．甲同学提出猜想“pH=10时O2不能氧化I-”，故烧杯a中的溶液可以为pH=10的KOH溶液；ii．通入O2后，若电流表指针偏转，烧杯b的溶液颜色变深，则pH=10时O2也能氧化I-，此猜想不成立。Ⅱ．碱性条件下碘单质发生歧化反应生成IO3-和I-，则开始滴入时遇淀粉变蓝，后碘消耗而褪色，其离子反应方程式为：3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O；(5)实验①的现象产生的原因可能是中性条件下，O2的氧化性比较弱，该反应速率慢，短时间内难以生成“一定量”的碘单质使溶液颜色发生变化；实验⑥的现象产生的原因可能是pH=10的KOH溶液中I-被氧化生成I2，I2迅速发生歧化反应变为IO3-和I-。点睛：本题考查氧元素和碘元素的氧化性强弱的探究，通过对酸碱性溶液中氧的氧化性强弱进行探究，利用碘遇淀粉变蓝的现象进行判断，综合考查了实验基础及电化学基础，离子反应等知识点，本题解题的关键在于实验条件的理解及离子变化中氧化性、还原性强弱的判断。22．（1）（2）强酸含氧酸一元酸、挥发性酸（3）（4）O3（5）B、C、D（6）③⑧⑩⑦⑤⑥⑨【分析】（1）方法一：Fe、H2SO4反应制取氢气，用氢气还原氧化铜生成金属铜，反应方程式是；方法二：氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜溶液，用铁置换出硫酸铜中的铜，反应方程式是；（2）硝酸在水溶液中能完全电离，所以硝酸属于强酸；硝酸中含有氧元素，所以硝酸属于含氧酸；硝酸易挥发，硝酸属于挥发性酸；1个硝酸分子能电离出1个氢离子，所以硝酸属于一元酸；（3）在水溶液中电离出铵根离子和硝酸根离子，电离方程式为；（4）由同种元素组成的不同单质互为同素异形体，与O2互为同素异形体的物质的化学式为O3；（5）胶体能产生丁达尔现象。A．氢氧化铁胶体属于胶体，能产生丁达尔现象；B．水不是分散系，不能产生丁达尔现象；C．蔗糖溶液不是胶体，不能产生丁达尔现象；D．氯化铁溶液不是胶体，不能产生丁达尔现象；E．云、雾属于胶体，能产生丁达尔现象；故选B、C、D。（6）A．电解质是指在水溶液或熔融状态下能够导电且是物质本身发生电离的化合物，强电解质则是指在水溶液中能够完全电离的电解质，强酸、强碱和大部分盐均为强电解质，故以上物质属于强电解质的是③⑧⑩，故答案为：③⑧⑩；B．弱电解质则是指在水溶液中只能部分电离的电解质，弱酸、弱碱和水等属于弱电解质，故以上物质属于弱电解质的是⑦，故答案为：⑦；C．非电解质是指在水溶液和熔融状态下均不能够导电的化合物，NH3和CO2的水溶液虽然能够导电，但由于不是其本身发生电离，酒精的水溶液和液体是均不能导电，故属于非电解质，故以上物质属于非电解质的是⑤⑥⑨，故答案为：⑤⑥⑨；23．蒸馏烧瓶饱和食盐水白色沉淀吸收未反应的氯气溶液变棕黄色被置换出来的I2在KI溶液中溶解度较大，所以溶液颜色逐渐加深，但随着反应KI被消耗，平衡I2(S)+I-I3-(aq)向左移动，碘在水中的溶解度较小，所以部分碘以沉淀的形式析出HIO3(或KIO3、HIO、KIO均可)+5取样，滴加淀粉溶液，振荡均匀后再逐滴加入氯水并振荡【详解】（1）仪器A的名称是蒸馏烧瓶；由于盐酸具有挥发性，用MnO2和浓盐酸共热制得的Cl2中混有HCl，故B是用来除去氯气中的氯化氢气体，B中的试剂是饱和食盐水。（2）氯气与KI溶液反应之后，剩余的氯气进入硝酸银溶液，生成氯化银白色沉淀，故当D装置中出现白色沉淀时，停止加热；氯气有毒，会污染大气，故E中NaOH溶液的作用是吸收未反应的氯气，防止污染大气。（3）氯气开始进入C时，Cl2将碘离子氧化成单质碘，所以C中观察到溶液变棕黄色；不断向C中通入氯气，看到溶液颜色逐渐加深，后来出现深褐色沉淀，产生这些现象的原因是：被置换出来的I2在KI溶液中溶解度较大，所以溶液颜色逐渐加深，但随着反应KI被消耗，平衡I2(S)+I-I3-(aq)向左移动，碘在水中的溶解度较小，所以部分碘以沉淀的形式析出。（4）氯气过量时会将碘继续氧化成HIO3，发生的反应为5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3；C中原KI物质的量为0.005L×0.5mol/L=0.0025mol，根据I守恒，所得含