1、高考化学原子结构与元素周期表( 大题培优易错试卷 ) 及详细答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 下表是元素周期表的一部分，回答相关的问题。（1）写出的元素符号_。（2）在这些元素中，最活泼的金属元素与水反应的离子方程式：_。（3）在这些元素中，最高价氧化物的水化物酸性最强的是_(填相应化学式，下同)，碱性最强的是 _。（4）这些元素中(除外 )，原子半径最小的是_(填元素符号，下同)，原子半径最大的是_。（5）的单质与的最高价氧化物的水化物的溶液反应，其产物之一是OX2， (O、 X 分别表示氧和的元素符号，即 OX2 代表该化学式 )，该反应的离子方程式为 (方程式中用具
2、体元素符号表示 )_。（6）的低价氧化物通入足量Ba(NO3)2 溶液中的离子方程式_。【答案】 Mg2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2HClO4NaOHFNa2F+2OH-=OF2 +2F-+H2O3SO2+2NO3-+3Ba2+2H2O=3BaSO4 +2NO+4H+【解析】【分析】根据元素在元素周期表正的位置可以得出，为N 元素，为 F 元素，为 Na 元素，为 Mg 元素，为 Al 元素， Si 元素，为S元素，为 Cl 元素，为 Ar 元素，据此分析。【详解】（1）为 Mg 元素，则的元素符号为Mg ；（2）这些元素中最活泼的金属元素为Na， Na 与水发生的反应的离子方程式为
3、2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2 ；（3）这些元素中非金属性最强的是Cl 元素，则最高价氧化物对应的水化物为HClO4，这些元素中金属性最强的元素是Na 元素，则最高价氧化物对应的水化物为NaOH；（4）根据元素半径大小比较规律，同一周期原子半径随原子序数的增大而减小，同一主族原子半径随原子序数的增大而增大，可以做得出，原子半径最小的是F 元素，原子半径最大的是 Na 元素；（5） F2与 NaOH 反应生成22-2-2OF ，离子方程式为2F +2OH =OF +2F +H O；（6）为 S 元素，的低价氧化物为SO223 2溶液中发生氧化还原反应，2， SO在 Ba(NO )SO变
4、成 SO42-， NO3-变成 NO，方程式为3SO23-2+24+。+2NO +3Ba+2H O=3BaSO +2NO+4H2 我国科学家受中医启发，发现As2O3（俗称砒霜）对白血病有疗效。氮、磷、砷（As）是 VA 族、第二至第四周期的元素，这些元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。完成下列填空：（1） As 原子最外层电子的轨道表示式为_；砷蒸气的分子式： As4，其分子结构与白磷（ P44）相似，也是正四面体，则As 中砷砷键的键角是 _ 。（2） P 的非金属性比 As 强，从原子结构的角度解释其原因_；如图是元素周期表的一部分，请推测砷的单质或其化合物可能具有的性质_（写出两
5、条即可）（3） NH4NO3 可做化肥，但易爆，300发生爆炸： 2NH4 NO32N 2+O2+4H2O。每生成2molN 2 ，反应中转移的电子为_mol ，氧化产物与还原产物的质量之比为 _。（4）发电厂常用氨气吸收烟气中的CO2。常温下，当 CO2 不断通入 pH=11 的氨水中时会产生微量的新离子：-。NH2COO-（i ）写出 NH2COO 的电子式 _ 。（ii ）计算原氨水中c（NH4+）=_mol / L。【答案】60oP原子核外有三个电子层， As 原子核外有四个电子层， P 的原子半径 As， P 吸引电子的能力更强，所以P 的非金属性更强砷是半导体，砷的氧化物是两性氧化
6、物、砷的最高价氧化物对应水化物是两性氢氧化物等1015: 7- 3- 11- 3）10 - 10（或 10【解析】【分析】【详解】( 1) As 的最外层有5 个电子， As 原子最外层电子的轨道表示式为； As4 分子结构与白磷( P4) 相似，也是正四面体，键角为60o；( 2) 由于为 P 原子核外有三个电子层，As 原子核外有四个电子层，P 的原子半径小于As，P吸引电子的能力更强，所以P 的非金属性更强；由位置可知，砷是半导体，则砷的氧化物是两性氧化物、砷的最高价氧化物对应水化物是两性氢氧化物；( 3) 该反应 2NH4NO3 2N2+O2+4H2O 中 N 元素化合价由 - 3 价
7、、 +5 价变为 0 价， O 元素的化合价由 - 2 价升高为0，则氮气既是氧化产物也是还原产物，氧气为氧化产物，转移电子个数为 10，则每生成2molN 2，反应中转移的电子为10mol ，氧化产物与还原产物的质量之比为 ( 32+28): 28=15: 7。( 4) NH2COO- 的电子式为； pH=11 的氨水中， c（ H+）=10- 11mol/ L， c（ OH- ）=10- 3mol/ L，由电荷守恒可知，+c H+)=c（OH-），解得c NH+10- 310- 11molL10- 3c NH4)+ (4)=(-)/或 =molL(/。3 如图是元素周期表的一部分，表中所列
8、字母分别代表一种元素。根据表中所列元素回答下列问题：(1)元素 d 在元素周期表中的位置是_，元素 h 与 f 的原子序数相差_。(2)元素b、 c、 f 形成的简单离子中半径最小的是_(填离子符号)，原子半径最小的是_(填元素符号)。(3)表中第三周期所列元素的非金属性最强的是_（填元素符号），的简单氢化物中最不稳定的是_（填化学式）。e、 f、 g 三种元素(4)元素g 与元素b 的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为_。(5)铅 (Pb)、锡 (Sn)、锗 (Ge)与碳 (C)、硅 (Si)属于同主族元素，常温下，在空气中，单质锡、锗均不反应而单质铅表面生成一层氧化铅；单质锗与盐酸不
9、反应，而单质锡与盐酸反应。由此可得出以下结论：锗的原子序数为 _；铅 (Pb)、锡 (Sn)、锗 (Ge)的 +4 价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为_（用化学式表示）。(6)最近，德国科学家实现了铷原子气体的超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷(Rb)是 37 号元素，相对原子质量是85.5 ，与钠同主族。回答下列问题：铷在元素周期表中的位置为 _ 。同主族元素的同类化合物的性质相似，请写出AlCl3 与 RbOH过量反应的离子方程式：_。现有铷和另一种碱金属形成的混合金属50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气 22.4 L，另一种碱金属可能
10、是_。（填序号）A LiB NaC KD Cs【答案】第三周期第A 族18Mg2+S ClPH3NaOH+HClO4=NaClO4+H2O 32Pb(OH)4Sn(OH)4Ge(OH)4第五周期第 A 族3+-3+-Al +4OH=AlO2 +2H2O (或写为 Al+4OH-=Al(OH)4 )AB【分析】由元素在周期表的位置可知，a 是 N 元素， b 为 Na 元素， C 为 Mg 元素， d 为 Al 元素， e为 P 元素， f 为 S 元素， g 为 Cl 元素， h 为 Se 元素，然后根据元素周期律分析解答。【详解】根据元素在周期表的位置可知确定各种元素分别是：a 是 N 元素
11、， b 为 Na 元素， C 为 Mg元素， d 为 Al 元素， e 为 P 元素， f 为 S 元素， g 为 Cl 元素， h 为 Se 元素。(1)元素 d 为 Al，原子核外电子排布是2、 8、3，所以在元素周期表中的位置是第三周期IIIA 族， f 是 16 号元素 S， h 是 34 号元素 Se， h 与 f 原子序数相差 34-16=18；(2)b、 c、 f 形成的简单离子分别是Na+、 Mg 2+、 S2-， Na+、 Mg2+核外电子排布为 2、8，具有两个电子层， S2-核外电子排布是2、 8、 8，具有三个电子层，离子核外电子层数越多，离子半径越大，对于电子层结构相
12、同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小，所以，三种离子中离子半径最小的是Mg 2+； Na、Mg 、 S 都是同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小，所以三种元素的原子半径最小的是S；(3)同一周期的元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，表中第三周期元素的非金属性最强是 Cl；元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强，e、f 、 g 三种元素分别表示 P、 S、 Cl，元素的非金属性：PSSnGe，元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，故铅(Pb)、锡 (Sn)、锗 (Ge)的 +4 价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为 Pb(OH)444Sn(OH) Ge(OH
13、) ；(6)铷 (Rb)是 37 号元素，原子核外有5 个电子层，最外层有 1 个电子，所以 37 号元素在元素周期表中的位置为第五周期第A 族；铷 (Rb)与钠同主族，由于 Rb 的金属性比Na 强，所以 RbOH 是一元强碱， AlCl3 与过量的RbOH 反应产生的离子方程式为Al3+4OH- = AlO2-+2H2O (或写为 Al3+4OH-=Al(OH)4 -)；22.4 L 标准状况下的H2 的物质的量 n(H2)=22.4 L 22.4 L/mol=1 mol，铷和水反应的化学方程式为 2Rb+2H222O=2RbOH+H ，可知 2 molRb 反应产生 1 mol H ，由
14、碱金属与水反应的化学方程式为 2M+2H 2O=2MOH+H2可知混合金属的平均摩尔质量50?g=25 g/mol ， RbM=2?mol的摩尔质量为85.5 g/mol ，则另一种碱金属的摩尔质量一定小于25 g/mol ，所以另一种碱金属可能是 Li 或 Na，故合理选项是AB。【点睛】本题考查元素周期表和元素周期律的应用的知识。掌握元素的位置、原子结构与物质性质的关系解答本题的关键，注意规律性知识的应用，侧重考查学生的分析与应用能力。4 据中国质量报报道，我国首次将星载铷(Rb)钟应用于海洋二号卫星，已知Rb 的原子序数为 37。回答下列有关铷的问题：(1) Rb 的原子结构示意图中共有
15、 _个电子层，最外层电子数为 _。(2) Rb 在元素周期表中的位置是_。(3)取少量铷单质加入水中，可观察到其剧烈反应，放出气体_( 写化学式 ) ，在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液显_色，因为 _( 用离子方程式表示) 。(4) Rb 的还原性比 K 的还原性 _（填 “弱 ”或“强 ”）。【答案】 51第五周期 A 族H2蓝2Rb+2H2O=2Rb+2OH-+H2强【解析】【分析】根据元素周期律，结合原子核外电子排布规律确定Rb 元素在周期表的位置，利用元素周期律分析、解答。【详解】(1)Rb 是 37 号元素，根据原子核外电子排布规律，可知Rb 核外电子排布为 2、 8、 18、
16、8、1，所以 Rb 的原子结构示意图中共有5 个电子层，最外层电子数为1 个；(2)Rb 核外电子排布是 2、 8、 18、8、1，根据原子核外电子层结构与元素在周期表的位置关系可知 Rb 在元素周期表中的位置是第五周期第IA 族；(3)Na 是活泼金属，与水发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2 ， Rb 与 Na 是同一主族的元素，由于元素的金属性 RbNa，所以 Rb 与水反应比钠更剧烈反应放出H2； RbOH 是一元强碱，水溶液显碱性，在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液显蓝色，该反应的离子方程式为： 2Rb+2H2O=2Rb+2OH-+ H2；(4)同一主族的元素，由于从上到
17、下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，获得电子的能力逐渐减弱，Rb 在 K 元素下一周期，所以Rb的还原性比K 的还原性强。【点睛】本题考查了原子核外电子排布与元素在周期表的位置及元素性质的关系，掌握原子核外电子层数等于元素在周期表的周期序数，原子核外最外层电子数等于元素的族序数。利用同一主族的元素由上到下元素的金属性逐渐增强分析判断。5 下表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：（1）表中用字母标出的14 种元素中，化学性质最不活泼的是_ （用元素符号表示，下同），金属性最强的是_，非金属性最强的是_，常温下单质为液态的非金属元素是_，属于过渡元
18、素的是_（该空用字母表示）。（2） B，F， C 气态氢化物的化学式分别为_，其中以 _最不稳定。（ 3）第三周期中原子半径最小的是_。【答案】 Ar K F Br M HPH3 Cl2O、 HCl、PH3【解析】【分析】由元素在周期表中位置，可知 A 为氟、 B 为氧、 C 为磷、 D 为碳、 E 为 Ar、 F 为 Cl、G 为硫、 H 为 Al、 I 为 Mg 、 J为 Na、 K 为 Ca、 L 为钾、 N 为 Br、 M 处于过渡元素。【详解】（ 1）表中用字母标出的 14 种元素中，稀有气体原子最外层达到稳定结构，化学性质最不活泼的是 Ar（用元素符号表示，下同）；同周期自左而右金
19、属性减弱、非金属性增强，同主族自上而下金属性增强、非金属性减弱，故上述元素中金属性最强的为K，非金属性最强的为 F；Br2 常温下为液态，根据元素在周期表中位置可知M 属于过渡元素；故答案为： Ar； K； F； Br； M；（2） B，F， C 气态氢化物的化学式分别为H2O、 HCl、 PH3，同周期自左而右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性O P、 ClP，非金属性越强，氢化物越稳定，与PH3 最不稳定，故答案为：H2O、 HCl、 PH3； PH3；（3）同周期自左而右原子半径减小，故第三周期中Cl 原子半径最小，故答案为：Cl。6 下表是元素周期表的一部分，回答下列
20、问题：（1） B 在周期表中的位置是_；写出 A、B 的单质之间发生反应的化学方程式：_。（2）写出表中位于长周期的卤族元素的名称：_；属于短周期的碱金属元素的元素符号为_。3 周期 A 族加热【答案】第2K+S2溴Li、 NaK S【解析】【分析】根据元素周期表的结构及物质性质分析解答。【详解】（1） B 在周期表中的位置是第3 周期， VIA 族； A 为钾， B 为硫，则单质之间加热反应生成硫化钾，反应的化学方程式：2K+S加热K2S ，故答案为：第 3 周期 A 族；加热2K SK2S+；（2）表中的长周期为第4 周期，卤族元素为A 族元素，则该元素为溴；碱金属元素指IA族元素中 H
21、以外的元素，短周期指前3 周期，则元素符号为Li、 Na；故答案为：溴；Li、Na。7X、Z、Q、 R、 T 为前四周期元素，且原子序数依次增大。X 和 Q 属同族元素，X 和 R 可形成化合物 XR4； R2 为黄绿色气体； Z 与 X 同周期且基态原子的 s 轨道和 p 轨道的电子总数相等； T2+的 3d 轨道中有 5 个电子。请回答下列问题：(1)Z 基态原子的电子排布式是_； Z 所在周期元素中，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 _ （填化学式）。(2)利用价层电子对互斥理论判断RZ3-的立体构型是 _； RZ3 -的中心原子的杂化轨道类型为_ 。(3)水中 T 含量超标，容易使
22、洁具和衣物染色22+，生成黑色RZ 可以用来除去水中超标的T沉淀 TZ2，当消耗 0.2molRZ2 时，共转移了1mol 电子，则反应的离子方程式为_。【答案】 1s2 243三角锥形3 杂化2ClO22+22+2s 2pHNOsp+5Mn+6H O=5MnO +2Cl +12H【解析】【分析】X、 Z、 Q、 R、T 为前四周期元素，且原子序数依次增大，R2 为黄绿色气体，则R 为 Cl；X和 R 可形成化合物XR4，则 X 为 +4 价，处于 IVA 族， X 和 Q 属同族元素，可推知 X 为 C 元素、 Q 为 Si； Z 与 X 同周期且基态原子的s 轨道和 p 轨道的电子总数相等
23、，则Z 核外电子排布为 1s22s22p4，因此 Z 为 O 元素； T2+的 3d 轨道中有5 个电子，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，则 T 为 Mn ，据此解答。【详解】根据上述分析可知：X 是 C 元素， Z 是 O 元素， Q 是 Si 元素， R 是 Cl 元素， T 是 Mn 元素。(1)Z 是 O 元素， O 基态原子的电子排布式是1s22s22p4； Z 所在周期元素中，元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HNO3；3-是 ClO3-， ClO3- 离子中中心原子Cl 原子孤电子对数 = 712 3(2) RZ=1，价层电子对数为23-立体
24、构型是三角锥形，其中心原子Cl 原子的杂化轨道类型为sp3 杂化；3+1=4，则 ClO(3)水中 Mn 含量超标，容易使洁具和衣物染色，ClO2 可以用来除去水中超标的Mn 2+，生成黑色沉淀 MnO 2，当消耗 0.2molClO2 时，共转移了1mol 电子，假设 Cl 元素在还原产物中化合价为 a，则 0.2mol (4-a)=1mol，解得 a=-1，即ClO-，根据电荷守恒可知，2被还原变为 Cl还产生了 H+，则反应的离子方程式为：2ClO2+。2+5Mn+6H2O=5MnO 2 +2Cl +12H【点睛】本题考查结构、性质、位置关系应用、核外电子排布、杂化方式判断、氧化还原反应
25、等，较为全面的考查了元素化合物、物质结构理论及氧化还原反应的分析与判断能力，是对学生对知识的迁移运用能力的综合考查。8 短周期元素A、 B、 C、D 在元素周期表中的相对位置如表所示，已知A 原子最外层电子数与次外层电子数之比为2：1 。E 和 C、 D 同周期，它的原子序数比B 多 6。回答下列问题：ABCD( 1) 人的汗液中含有D 的简单离子，其离子结构示意图为_，元素 C 在元素周期表中的位置是 _。C 的最高价氧化物的水化物的浓溶液稀释的方法是_。(2)A的最高价氧化物的化学式为_，所含的化学键类型是_（填“离子键”或“共价键”）。(3)E的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_（填“
26、酸性”或“两性”，它是或“碱性”）化合物。写出该化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_。( 4) 加热时， B 的最高价氧化物对应水合物的浓溶液与单质A 反应的化学方程式为 ( 用具体的化学式表示 )_。【答案】第三周期 A 族将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌CO233- AlO2-2H2共价键Al OH两性Al OHOH=+O( )( )+C+4HNO3 ( 浓)CO2+4NO2+2H2O【解析】【分析】短周期元素A、B、C、 D 在元素周期表中的相对位置如下表，A 位于第二周期，A 原子最外层电子数与次外层电子数之比为2： 1，则其最外层电子数是4， A 为C 元素，则B 为
27、N 元素、 C 为 S 元素、 D 为Cl 元素，E 和C、D 同周期，它的原子序数比B 多6，则E 是13 号的 Al 元素。【详解】根据上述分析可知A 是 C 元素， B 为 N 元素、 C 为 S 元素、 D 为 Cl 元素， E 是 Al 元素。( 1) D 是 Cl 元素， Cl 原子获得1 个电子生成Cl- ， Cl- 离子结构示意图为；元素C 是 S元素，原子核外电子排布是 2、 8、 6，所以 S 位于元素周期表第三周期第 VIA 族。 C 的最高价氧化物的水化物是 H2SO4，由于浓硫酸的密度比水大，且浓硫酸溶于水会放出大量的热，属于浓硫酸稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水
28、中，并用玻璃棒不断搅拌；( 2) A子和是 C，C 原子最外层有4 个电子，所以C 元素的最高价氧化物是O 原子之间通过共价键结合，使分子中每个原子都达到最外层CO2， CO2 分子中 C原8 个电子的稳定结构；( 3) E 是 Al 元素，原子最外层有3 个电子，其最高价氧化物对应的水化物的化学式是Al( OH) 3，Al 元素处于金属与非金属交界区，其最高价氧化物对应的水化物的化学式是Al( OH) 3 既能与强酸反应产生盐和水，也能与强碱溶液反应产生盐和水，是一种两性氢氧化物； Al( OH) 3与氢氧化钠溶液反应产生NaAlO2 和 H2O，该反应的离子方程式为： Al( OH) 3+
29、OH- =AlO2- +2H2O；( 4) B 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液是浓HNO3，该物质具有强的氧化性，在加热时浓硝酸和 C 发生氧化还原反应，产生CO2、 NO2、 H2O，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应方程式为C 4HNOCO24NO22H2O+3( 浓 )+。+【点睛】本题考查了元素及化合物的推断、金属及非金属化合物的性质、结构等。根据元素的相对位置及原子结构特点推断元素是本题解答的关键，准确掌握物质结构对性质的决定作用，清楚各种物质的化学性质是解题基础。9A、 B 均为钾盐的水溶液， A 呈中性， B 有氧化性， E 的溶质中有一种含 +5 价元素的含氧酸盐 M。现有下
30、图所示转化：请回答：（ 1） C 的化学式为 _，检验气体 F 常用的试纸是 _（ 2）写出物质 M 在生活中的常见用途 _（ 3）写出 FH的化学方程式： _【答案】 AgI（湿润的）淀粉碘化钾试纸给食盐中加碘、给人体补充碘元素、预防甲状腺肿大等Cl2+2KOH=KCl+KClO+HO【解析】【分析】A 为钾盐且遇到硝酸酸化的AgNO3 得到黄色沉淀，说明 A 为 KI； D 在 CCl4 中呈紫色，说明D 为 I2; 将 B 逐滴加入 KI 溶液中即可将 I氧化为 I2，说明该钾盐具有强氧化性，F(黄绿色气体)为 Cl2，与 KOH溶液反应会生成 KCl和 KClO，而 KClO具有氧化性
31、，又H 中含 B，故 H 中B 为 KClO，上述流程中，得到的碘溶液，继续滴加KClO会继续发生氧化还原反应，KClO继E 的溶质中有一种含+5 价元素的含氧续将 I2 氧化为 IO3 ，溶液变为无色，结合已知信息，酸盐 M，则 M 为 KIO33；氯气可氧化氯化亚铁为氯化铁，故K 为 FeCl ，据此分析作答。【详解】根据上述分析可知，（1） C 为黄色沉淀，其化学式为AgI， F 为氯气，检验气体氯气常用的试纸是（湿润的）淀粉 碘化钾试纸，故答案为：AgI；（湿润的）淀粉碘化钾试纸；（ 2）根据上述分析知， M 为 KIO3，在生活中的常见用途是：给食盐中加碘、给人体补充碘元素、预防甲状
32、腺肿大等（ 3） FH为氯气与氢氧化钾的反应，其化学方程式为：Cl2+2KOH=KCl+KClO+HO。10 下表是元素周期表中短周期元素的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。族I A A A AV A A A0周期一二三回答下列问题：（ 1）上述元素中元素的名称 _；元素在周期表中的位置是 _。（ 2）在、的气态氢化物中最稳定的是 _(用化学式表示 )；的最高价氧化物对应水化物的化学式是 _。（3）写出的单质和的最高价氧化物对应水化物的化学方程式是_。（4）、是两种活泼性不同的金属，用事实来说明比活泼性更强_。（ 5）由和组成的化合物极易溶于水，请设计简单的实验加以说明。写出简要的实验操作、现象和结论。 _。【答案】氮第三周期II A 族HFH2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 Na 在常温下2SO4就能和冷水发生剧烈反应生成氢气，而Mg 和冷水几乎不反应，和热水发生微弱反应设计喷泉实验进行验证，烧瓶中装满HCl 气体，倒置在盛有水的烧杯中，挤压胶头滴管，观察水沿着导管进入烧瓶中形成喷泉，可说明HCl 极易溶于水【解析】【分析】根据表中数据，元素分别为 H、 N、F、Na、 Mg 、 Al、 S、 Cl。【详解】（
