高中化学必修第一册习题第四章 物质结构 元素周期律全书综合测评

全书综合测评(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分,每题只有一个选项符合题意)1.下列关于古籍中的记载说法不正确的是()A.《天工开物》中“凡石灰经火焚炼为用”涉及的反应类型是分解反应B.“朝坛雾卷,曙岭烟沉”中的雾是一种胶体,能产生丁达尔效应C.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁D.古剑“沈卢”“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,“剂钢”指铁的合金2.下列有关化学用语表示正确的是()A.818O2-B.质子数为53、中子数为78的碘原子:53C.N2的结构式:D.H2O2的电子式:3.如图是元素周期表的一部分,已知两块阴影中间的3列属于同一族。有关阴影部分的元素,下列说法正确的是()A.都是主族元素B.都是副族元素C.有5种副族元素和2种主族元素D.有5种主族元素和2种副族元素4.下列有关试剂保存的说法中,不正确的是()A.金属钠保存在煤油中B.保存氯化亚铁溶液时加入少量铁粉C.过氧化钠应密封保存D.用白色广口试剂瓶存放氯水5.下列颜色变化与氧化还原反应无关的是()A.湿润的红色布条遇氯气褪色B.棕黄色氯化铁饱和溶液滴入沸水中变红褐色C.紫红色酸性高锰酸钾溶液中通入HCl气体后褪色D.浅黄色过氧化钠固体露置于空气中逐渐变为白色6.(原创)“清肺排毒汤”治疗新型冠状病毒肺炎具有良好的疗效。“清肺排毒汤”来源于中医经典方剂组合,可用于治疗新型冠状病毒感染的肺炎轻型、普通型、重型患者,在危重症患者救治中也可结合患者实际情况合理使用。其中的一味中药成分黄芩苷的提取方法及结构如图所示,下列说法错误的是()A.操作①为过滤B.由提取方法可知黄芩苷在水中的溶解度较小C.黄芩苷所含三种元素形成的化合物显酸性的只有一种D.黄芩苷分子中既含极性键又含非极性键7.已知反应:①2BrO3-+Cl2Br2+2Cl②5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl③ClO3-+5Cl-+6H+3Cl2+3H2下列物质氧化能力强弱顺序排列正确的是()A.ClO3->BrO3->IO3->Cl2 B.BrOC.BrO3->ClO3->Cl2>IO3- D.Cl28.对下列各实验现象的判断正确的是(夹持装置已省略)()A.图1产生红褐色沉淀B.图2溶液变红C.图3放出大量气体D.图4先出现白色胶状沉淀,后沉淀溶解9.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是()A.常温常压下,11.2LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.5NAB.标准状况下,7.1g氯气与足量氢氧化钠稀溶液反应转移的电子数为0.1NAC.1molFe(OH)3胶体中含有的胶粒数目为NAD.2L0.5mol/L硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA10.碘在自然界中有很多存在形式,在地壳中主要以NaIO3形式存在,在海水中主要以I-形式存在,几种粒子与Cl2之间有如下转化关系:以下说法不正确的是()A.①中发生的反应是:2I-+Cl2I2+2Cl-B.I-与过量Cl2发生的反应是:I-+3Cl2+3H2OIO3-+6Cl-+6HC.以上反应中,氯气都体现氧化性,具体表现为氯元素的化合价由0价降低为-1价D.通过以上信息可预测:若在加入淀粉的KI溶液中逐滴滴加氯水,不能观察到溶液变蓝的现象二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)11.根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是()A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4B.Na与O2在不同条件下反应得到的产物不同C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>SiD.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族12.用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NOx)转化为无害物质。常温下,将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其转化过程如下图所示。下列说法不正确的是()A.反应Ⅰ的离子方程式为2Ce4++H22Ce3++2H+B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1C.反应前溶液中c(Ce4+)一定等于反应后溶液中的c(Ce4+)D.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+的总数一定保持不变13.有一包白色粉末,其中可能含有Ba(NO3)2、CaCl2、K2CO3,现做以下实验:①将部分粉末加入水中,振荡,有白色沉淀生成;②向①的悬浊液中加入过量稀盐酸,白色沉淀消失,并有气泡产生;③取少量②的溶液滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。下列关于白色粉末组成的判断正确的是()A.肯定含有CaCl2、K2CO3,可能含有Ba(NO3)2B.肯定含有Ba(NO3)2、K2CO3,可能含有CaCl2C.肯定含有K2CO3,至少含有Ba(NO3)2和CaCl2中的一种D.实验③无法确定是否含有CaCl214.已知:①Na2SO3+H2O+I2Na2SO4+2HI;②Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-;③I2+Fe2+不反应。向含SO32-、Fe2+、I-各0.1mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl215.a、b、c、d四种元素在周期表中的位置如下图,则下列说法正确的是()A.a与b之间容易形成离子化合物B.若b的单质可作半导体材料,则c的单质不可能为半导体材料C.若b的单质与H2易化合,则c的单质与H2更易化合D.若b的最高价氧化物对应水化物为H2bO4,则a的氢化物的化学式为aH3三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(10分)如图为氯及其化合物的“价—类”二维图。(1)填写二维图缺失的类别:A;化学式:B。

(2)某同学利用以下试剂研究HCl性质,进行了如下预测:从物质类别上看,HCl属于,可能与发生反应(填字母);从化合价角度看,Cl-具有性,可能与发生反应(填字母)。

a.NaClOb.Fec.NaOHd.KMnO4 e.AgNO3(3)某工厂用NaCl溶液制备氯气,其化学原理为如下反应:①请将上述方程式补充完整,并用单线桥表示电子转移情况。

②反应中NaCl做剂,理由是

。

17.(12分)高效净水剂聚合氯化铝铁(PAFC)的组成可表示为,该物质广泛应用于日常生活用水和工业废水的处理。(1)为检测PAFC中铝和铁元素的含量,采用如图所示流程进行。回答下列问题:①PAFC中铁元素的化合价为。

②步骤Ⅰ中的试剂A是(填“氢氧化钠溶液”或“氨水”)。步骤Ⅲ中的试剂B是。

③步骤Ⅱ的操作是,用到的主要玻璃仪器是。

(2)某工厂欲以工业废料(铁、铁和铝的氧化物)为原料制取PAFC,设计如下流程:①在废料中加入过量稀盐酸,发生多个离子反应,请在空白处补全离子方程式:FeO+2H+Fe2++H2OAl2O3+6H+2Al3++3H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2O。

②所得酸性溶液中,不能确定是否一定存在的阳离子是(填字母)。

A.Al3+B.Fe2+C.Fe3+D.H+为证明该离子确实存在,可采用的操作(必须指明所采用的试剂及观察到的现象)是

。

③往酸性溶液中加入试剂X的目的是(用离子方程式表示)。

18.(14分)检测某工厂的酸性废水中所含离子及其浓度如下表所示:离子Fe3+Cu2+SONa+H+浓度(mol/L)2×10-31×10-31×10-22×10-3(1)c(H+)=mol/L。

(2)为了减少污染并变废为宝,工程师们设计了如下流程,回收铜和绿矾(FeSO4·7H2O)。①工业废水中加入铁粉后,反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu、、。

②试剂B是。

③操作③是蒸发浓缩、冷却结晶、,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥。

④通过检验溶液D中Fe3+来判断废水中Fe3+是否除尽,实验方法是

。

⑤获得的FeSO4·7H2O需密闭保存,原因是

。

⑥上述1000L废水经处理,可获得FeSO4·7H2O的物质的量是mol。

19.(10分)下图是一个实验室制取氯气并以氯气为原料进行一系列反应的装置,回答下列问题。已知:①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑;②Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4;③Ba(OH)2+CO2BaCO3↓+H2O。(1)写出a仪器的名称。

(2)装置D产生白色沉淀的原因是(用化学方程式及文字回答)。

(3)E装置的硬质玻璃管内盛有碳粉,发生氧化还原反应,其产物为CO2和HCl。试写出E中反应的化学方程式。

(4)F处的烧杯中溶液最终(填“有”或“没有”)白色沉淀。

(5)F装置无法确认E处反应中有CO2产生,为了证明CO2的存在,要对F装置进行改造,下列装置符合要求的是。

20.(14分)A、B、C、D、E、F是六种短周期元素,它们的原子序数依次增大;A元素的原子是半径最小的原子;B元素的最高价氧化物对应水化物与其气态氢化物反应生成一种盐X;D与A同主族,且与F同周期;F元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4;A、B、D、F这四种元素,每一种都能与C元素形成原子个数比不相同的化合物。D、E、F三种元素最高价氧化物对应的水化物两两之间皆能反应。请回答下列问题:(1)B元素的原子结构示意图是;

D元素在周期表中的位置是第周期第族。

(2)A、B、C和F可组成一种化合物,其原子个数之比为8∶2∶4∶1。写出该化合物的名称及化学式:、。

(3)写出E2C3分别与盐酸和氢氧化钠溶液反应的离子方程式:、。

(4)A、C、D、F四种元素可以形成两种酸式盐(均由四种元素组成),这两种酸式盐发生反应的离子方程式为。

(5)A、C、F间可形成甲、乙两种微粒,它们均为-1价双原子阴离子,且甲为18电子微粒,乙为10电子微粒,则甲与乙反应的离子方程式为。

(6)向含有amolE的氯化物的溶液中加入含bmolD的最高价氧化物对应水化物的溶液,生成沉淀的物质的量不可能为(填序号)。

①amol②bmol③a/3mol ④b/3mol⑤0 ⑥(4a-b)mol答案全解全析1.C2.C3.B4.D5.B6.C7.C8.D9.B10.D11.C12.BC13.CD14.C15.D1.C“凡石灰经火焚炼为用”涉及的反应是CaCO3CaO+CO2↑,反应类型是分解反应,故A正确;雾是一种气溶胶,胶体能产生丁达尔效应,故B正确;氧化铁呈红棕色,不是青色,故C错误;“剂钢”指铁碳合金,故D正确。2.C818O2-的核电荷数为8,核外电子总数为10,其离子结构示意图为,故A错误;质子数为53,中子数为78的碘原子的质量数为131,该原子正确的表示方法为

53131I,故B错误;N2分子中含三对共用电子对,氮气的结构式为,故C正确;H2O2为共价化合物,电子式为3.B两块阴影中间的3列属于同一族,为第Ⅷ族,则左侧5列为ⅢB~ⅦB族,右侧两列为第ⅠB、ⅡB族。4.D金属钠具有强还原性,暴露在空气中会被氧化,金属钠的密度大于煤油,小于水,因此少量金属钠可保存在煤油中,正确;亚铁离子容易被空气中的氧气氧化成三价铁离子,因此保存氯化亚铁溶液时加入少量铁粉,防止Fe2+被氧化,正确;过氧化钠易和空气中的水、二氧化碳反应,所以应在干燥环境下密封保存,正确;氯水中的次氯酸见光易分解,应盛放在棕色细口试剂瓶中,错误。5.BB项,氯化铁饱和溶液滴入沸水中生成红褐色的氢氧化铁胶体,此过程中无元素的化合价变化,不属于氧化还原反应;A、C、D项变化过程中都有元素的化合价发生改变,均与氧化还原反应有关。故选B。6.C分离液体和难溶性固体通常使用的操作方法是过滤,A项正确;由沉淀的主要成分为黄芩苷,可知黄芩苷在水中的溶解度较小,B项正确;由黄芩苷的结构可知,黄芩苷由C、H、O三种元素组成,由这三种元素形成的化合物显酸性的有H2CO3和CH3COOH等,C项错误;根据黄芩苷分子的结构可知,分子中含有C—C非极性键、O—H极性键等,D项正确。7.C反应①中氧化剂是BrO3-,氧化产物是ClO3-;反应②中氧化剂是Cl2,氧化产物是HIO3;反应③中氧化剂是ClO3-,氧化产物是Cl2,根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可知氧化能力由大到小的排列顺序为BrO38.D将氯化铁饱和溶液加入沸水中加热至液体呈红褐色可得到氢氧化铁胶体,故A错误;三价铁离子遇SCN-溶液变红色,二价铁离子遇SCN-溶液不变色,故B错误;镁与氢氧化钠溶液不反应,故C错误;氯化铝与氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀,NaOH过量时氢氧化铝与氢氧化钠继续反应生成NaAlO2,沉淀溶解,故D正确。9.B在标准状况下,气体摩尔体积等于22.4L/mol,11.2L混合气体的物质的量等于0.5mol,而在常温常压下,11.2L气体的物质的量不等于0.5mol,则含有的碳原子数目不等于0.5NA,A项错误;7.1g氯气的物质的量为0.1mol,根据化学方程式Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O可知,0.1mol氯气与足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.1NA,B项正确;1molFe(OH)3胶体中含有的胶粒数目小于NA,C项错误;2L0.5mol/L硫酸钾溶液中硫酸根离子的物质的量是2L×0.5mol/L=1mol,因此忽略水的电离可知阴离子所带电荷数为2NA,D项错误。10.D若在加入淀粉的KI溶液中逐滴滴加氯水,能观察到溶液变蓝的现象,D错误。11.C气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4,A正确;Na与O2在不同条件下反应可生成Na2O、Na2O2,B正确;题图所示实验可证明酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3,但不能据此得出元素的非金属性:Cl>C>Si,C不正确;前六周期共有86种元素,第七周期可排32种元素,故118号元素在第七周期0族,D正确。12.BC根据图示可知反应Ⅰ为2Ce4++H22Ce3++2H+,A正确;反应Ⅱ的反应物为Ce3+、H+、NO,生成物为Ce4+、N2、H2O,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式为4Ce3++4H++2NO4Ce4++N2+2H2O,在该反应中NO是氧化剂,Ce3+是还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶4=1∶2,B错误;反应前后溶液中Ce4+的物质的量不变,但由于反应后溶液中水的物质的量增多,所以反应后溶液中c(Ce4+)减小,C错误;由于反应前后各种元素的原子个数相等,根据Ce元素守恒可知反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+的总数不变,D正确。13.CD实验①中有白色沉淀生成,K2CO3与Ba(NO3)2、CaCl2反应均可以生成沉淀,说明肯定有K2CO3,Ba(NO3)、CaCl2至少含有一种;实验③取少量②的溶液滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,不能说明混合物中含有CaCl2,因为②中加入过量的稀盐酸,对后面实验产生干扰。14.C由题给①②③反应,可知还原性:SO32->I->Fe2+,故向混合溶液中通入Cl2,首先发生反应SO32-+H2O+Cl2SO42-+2Cl-+2H+,再发生反应2I-+Cl2I2+2Cl-,然后发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,根据发生反应顺序计算SO32-、Fe2+、I-开始反应到离子反应完毕时消耗氯气的体积。由SO32-+H2O+Cl2SO42-+2Cl-+2H+,可知0.1molSO32-完全反应需要消耗0.1mol氯气,标准状况下的Cl2的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L,图像中氯气的体积与计算结果不一致,故A错误;0.1molSO32-完全反应后,然后发生反应2I-+Cl2I2+2Cl-,0.1molSO32-完全反应需要消耗0.1mol氯气,故开始反应时氯气的体积为2.24L,0.1molI-完全反应消耗0.05mol氯气,故0.1molI-完全反应时氯气的体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L,图像中氯气的体积与计算结果不一致,故B错误;0.1molSO15.Da、b可能均为非金属,如a为C,b为P,它们不易形成离子化合物,A错误;若b的单质可作半导体材料,b为Si,c为金属元素Ge,则c的单质可能为半导体材料,B错误;b、c同主族,从上到下非金属性减弱,非金属性强的b与H2易化合,则c的单质与H2不一定容易化合,C错误;若b的最高价氧化物对应水化物为H2bO4,b的最高价为+6价,最低价为-2价,b为第ⅥA族元素,a为第ⅤA族元素,a的氢化物的化学式为aH3,D正确。16.答案(1)单质HClO4(2)酸abcde还原ad(3)①Cl2↑+2NaOH+H2↑②还原NaCl中氯元素由-1价上升为0价(或Cl-在反应中失去电子)解析(1)Cl2为单质,因此A代表单质;物质B中Cl为+7价,Cl为+7价的酸为HClO4。(2)HCl属于强电解质,在溶液中完全电离成Cl-和H+,因此HCl属于酸,能与铁反应生成氢气,能与氢氧化钠发生中和反应,能与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,Cl-中Cl为-1价,为最低价态,具有还原性,能与NaClO发生归中反应,能与KMnO4发生氧化还原反应。(3)①根据氧化还原反应化合价升降总数相等配平方程式,可得化学方程式为2H2O+2NaClCl2↑+2NaOH+H2↑,2molNaCl参与反应,电子转移2mol,用单线桥表示为:Cl2↑+2NaOH+H2↑;②由方程式可知,反应中Cl由-1价变为0价,化合价升高,失去电子,被氧化,NaCl做还原剂。17.答案(1)①+3②氢氧化钠溶液CO2③过滤烧杯、玻璃棒、漏斗(2)①Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+3Fe2+②C取少量溶液于试管中,再滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红色,则存在Fe3+③2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(答案合理即可)解析(1)①PAFC中铁元素的化合价为+3价。②加入A后会生成Fe(OH)3沉淀,如果加入的是氨水,那么生成的沉淀有Fe(OH)3、Al(OH)3,现只得到Fe(OH)3,说明加入的是氢氧化钠溶液,因为Al(OH)3会溶于过量的氢氧化钠溶液,则A是氢氧化钠溶液;通过操作Ⅱ得到的溶液是NaAlO2溶液,由NaAlO2溶液生成Al(OH)3通常是通入过量的CO2。③操作Ⅱ是过滤,过滤用到的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。(2)①盐酸还会和铁反应,Fe2O3和盐酸反应生成的Fe3+也会和铁反应,所以反应的离子方程式还有Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+3Fe2+;②根据反应的离子方程式可知酸性溶液中一定存在Fe2+和Al3+,盐酸过量,所以一定还有H+,溶液中不能确定的阳离子是Fe3+,因为Fe3+可能和铁完全反应了。要证明是否有Fe3+,通常加入KSCN溶液,操作是取少量溶液于试管中,再滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红色,则存在Fe3+。③PAFC中铁元素的化合价为+3价,而废料用盐酸处理后的溶液中的铁元素主要是+2价,所以还要把Fe2+氧化成Fe3+,可以加入氯水,发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。18.答案(1)0.01(2)①Fe+2Fe3+3Fe2+Fe+2H+Fe2++H2↑②硫酸③过滤④取少量D溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液不变红色,说明废水中Fe3+除尽⑤FeSO4有还原性,易被氧化(或FeSO4·7H2O易失去结晶水)⑥12解析(1)根据电荷守恒知,c(H+)+3c(Fe3+)+2c(Cu2+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(SO42-),废水呈酸性,OH-浓度很小,计算时可忽略,代入题给数据计算得c(H+)=0.01mol/L。(2)①工业废水中含有硫酸铜、硫酸铁、硫酸钠和硫酸,加入铁粉后,反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu、Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑。②固体C为铁和铜的混合物,加入过量硫酸,过滤,得铜和硫酸亚铁溶液,故试剂B是硫酸。③操作③是从溶液中获得晶体,为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥。④用KSCN溶液检验Fe3+是否除尽。⑤Fe2+易被氧化,FeSO4·7H2O易失去结晶水,故FeSO4·7H2O需密闭保存。⑥1000L废水中n(Fe3+)=2mol,560g铁粉的物质的量为10mol,根据铁原子守恒知,可获得FeSO4·7H2O的物质的量是12mol。19.答案(1)分液漏斗(2)Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4,硫酸与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀(3)2Cl2+C+2H2OCO2+4HCl(4)没有(5)b解析(1)根据图示可知,仪器a为分液漏斗。(2)氯气和二氧化硫发生氧化还原反应:Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4,生成的硫酸又与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀。(3)氯气有强氧化性,碳有还原性,在加热条件下氯气和水、碳发生氧化还原反应生成氯化氢和二氧化碳,反应的化学方程式为2Cl2+C+2H2OCO2+4HCl。(4)剩余的氯气在F装置中和水反应生成HCl和HClO,氯化氢、次氯酸和氢氧化钡反应都生成可溶性的盐和水,即使二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀,生成的碳酸钡也会与盐酸反应,所以无白色沉淀生成。(5)因通入F装置的气体中含有氯气、氯化氢、二氧化碳,需除去氯气和氯化氢,且除去这两种气体过程中不能产生二氧化碳。装置a:氯气、氯化氢、二氧化碳一同通入无法确认E处反应中有CO2产生;装置b:氯气能溶于水,氯化氢极易溶于水,二氧化碳在水中溶解度不大,用水可除去氯气和氯化氢两种气体,若氢氧化钡溶液变浑浊,则能确认E处反应中有CO2产生;装置c:碳酸钠与氯化氢反应生成二氧化碳,无法确认E处反应中有CO2产生;装置d:氯化氢与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,无法确认E处反应中有CO2产生。20.答案(1)三ⅠA(2)硫酸铵(NH4)2SO4(3)Al2O3+6H+2Al