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4.1原子结构与元素周期表
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法中，正确的是(　　)
A．向新制氯水中滴入几滴石蕊溶液，溶液先变红后褪色
B．氯气泄漏，可用浸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻，逃离现场
C．铜丝在氯气中燃烧，生成蓝色的氯化铜
D．氯元素在自然界中既有单质又有化合物存在
2．下列各组微粒具有相同的质子数和电子数的是
A．OH-、H2O、F- B．NH3、NH、NH
C．H3O＋、NH、NH D．HCl、F2、H2S
3．牛奶中含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质(富含钙、磷、钾、硫、镁、钠等常量元素)。随着原子序数的递增，其组成元素中部分短周期元素的原子半径相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。
牛奶中的钠可以维持人体内的酸碱平衡。下列有关钠元素及其化合物的表示不正确的是
A．钠原子的结构示意图： B．质子数为11、中子数为12的钠原子：
C．的电子式： D．NaCl的电离方程式：
4．下列离子检验的方法不合理的是
A．—气体法 B．Cl-—沉淀法 C．Na+—焰色反应 D．Br-—气体法
5．19世纪末，开始揭开原子内部的秘密，最早发现电子的科学家是
A．意大利物理学家阿伏加德罗
B．法国化学家拉瓦锡
C．英国科学家汤姆生
D．英国科学家道尔顿
6．中核集团原子能科学研究院团队对嫦娥五号带回的月球土壤样品进行分析研究，精确测定了40多种化学元素的含量，其中每吨月壤样品中钛的含量是地球土壤含量的六倍多。如图是钛元素的相关信息，下列说法正确的是

A．钛属于非金属元素 B．钛离子的质子数为22
C．钛离子核外有22个电子 D．钛原子和钛离子属于不同的元素
7．短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是
A．最简单气态氢化物的热稳定性:R>Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性:QC．原子半径:T>Q>R
D．T、Q、W最高价氧化物对应的水化物均能与R的最高价氧化物对应的水化物发生反应
8．下列各微粒中，各个电子层电子数都达到2n2个的是
A．Ne、Ar B．Al3+、S2－ C．F－、Na+ D．He、Cl－
二、填空题
9．构成原子的微粒间的两个关系
(1)质量数(A)= + 。
(2)核电荷数= = =原子序数。
10．核素的概念：具有相同数目的 和相同数目的 的一类原子。
11．下表是元素周期表的一部分，针对表中①到⑩10种元素，填写下表空白：
列 周期 1 2 13 14 15 16 17 18
1 ①
2 ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
4 ⑩
(1)在最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的化合物的化学式是 ，碱性最强的化合物的化学式是 。均填化学式
(2)最高价氧化物对应的水化物是两性的元素是 填元素符号，写出它的氢氧化物与⑤的氢氧化物反应的离子方程式 。
(3)③⑤⑥三元素形成的简单离子具有相同的电子层结构，它们的离子半径由大到小顺序是用离子符号表示 。
12．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

（1）②、④元素的原子按1∶2组成化合物的电子式：（用元素符号表示） 。
（2）⑤、⑧元素的化合物的用电子式表示形成过程： 。
（3）①、⑤、⑥阳离子氧化性由弱到强的顺序是（用离子符号表示） 。
（4）①、④、⑤中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式： 。
（5）由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为(填序号) 。
a．MnO2　　　　　b．FeCl3 c．Na2SO3 d．KMnO4
（6）由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：

X溶液与Y溶液反应的离子方程式为
三、计算题
13．有H和O组成的11克水中，含有中子数的物质的量为多少 ？；含有电子数为多少个？ 。
四、解答题
14．表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：

(1)属于第二周期元素的有 、 、 (填元素符号)，属于第ⅠA族的有 、 (填元素符号)。
(2)C元素在元素周期表中的位置是第 周期第 族。
15．工业上从海水中提取液溴的部分流程如图：
浓缩海水含的水溶液粗溴吸收液……
已知：溴的沸点为59℃，微溶于水，有毒性。
(1)某同学利用如图装置进行实验，通入氯气时，应关闭活塞 (填字母，下同)，打开活塞 。
(2)通入“热空气”时，可根据 (填现象)来简单判断热空气的流速。
(3)向浓缩海水中通入发生反应的离子方程式为 。
16．某同学学习过元素周期律、元素周期表后，在做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关的实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
(1) 实验目的：探究同一主族元素性质的递变规律。
(2) 实验用品：
仪器： 、 。(请填写两件主要的玻璃仪器)
药品：氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。
(3) 实验内容(在如表横线中填写相关内容)：
序号 实验方案 实验现象
① 向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制的氯水，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡后静置 液体分为两层，下层呈 色
② 向盛有少量碘化钾溶液的试管中滴加少量溴水，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡后静置 液体分为两层，下层呈 色
(4) 实验结论： 。
(5) 问题和讨论：
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为 、 。
②由于F2过于活泼，所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举事实说明氟的非金属性比氯强 。
《4.1原子结构与元素周期表》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D A D C B D C
1．A
【详解】A.氯水中含有HCl和HClO，具有酸性和漂白性，则向新制氯水中滴入紫色石蕊试液，溶液将先变红后褪色，故A正确；
B.氯气有毒，对呼吸道有强烈的刺激作用，逃生时可以用肥皂水浸湿毛巾捂住嘴和鼻，NaOH是强碱，具有强腐蚀性，不能用浸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻，故B错误；
C.铜丝在氯气中燃烧产生棕黄色的烟，故C错误；
D.氯气非常活泼，自然界中氯元素没有游离态，只有化合态，故D错误；
故选A。
2．D
【分析】元素原子的质子数等于电子数等于核电荷数，阳离子的电子数等于相应原子的质子数减去所带的电荷数，阴离子的电子数等于相应原子的质子数加上所带的电荷数，据此根据物质构成分析解答。
【详解】A．OH-和F-的质子数为9、电子数为9+1=10，而H2O的质子数和电子数均为10，A不符合题意；
B．NH3的质子数与电子数均为7+3=10，NH的质子数为7+4=11、电子数为11-1=10，NH的质子数为7+2=9，电子数为9+1=10，B不符合题意；
C．H3O＋的质子数为3+8=11、电子数为 11-1=10，NH的质子数,7+4=11、电子数为11-1=10，NH的质子数为7+2=9，电子数为9+1=10，C不符合题意；
D．HCl、F2、H2S三者的质子数均为18，均不带电荷，所以电子数也均为18，D符合题意；
故选D。
3．A
【详解】
A．钠原子核外有11个电子，其结构示意图： ，A错误；
B．质子数为11、中子数为12，则质量数为23，钠原子：，B正确；
C．Na+的核外有10个电子，则最外层满足8个稳定结构，则电子式：Na+，C正确；
D．NaCl为强电解质，完全电离，电离方程式：NaCl=Na++Cl-，D正确；
答案为A。
4．D
【详解】A．与HCl反应产生CO2气体，CO2能够使澄清石灰水变浑浊，据此检验，A正确；
B．Cl-检验时，先向溶液中加入稀HNO3，使溶液显酸性，无现象，再加入AgNO3溶液，反应产生白色沉淀，因此可以使用沉淀法检验Cl-，B正确；
C．含有Na+的化合物在灼烧时能够使火焰显黄色，据此检验Na+，故可根据焰色试验检验Na+，C正确；
D．Br-的检验方法是向溶液中先加入稀HNO3，使溶液显酸性，无明显现象；然后再加入AgNO3溶液，反应产生淡黄色AgBr沉淀，故该检验方法属于沉淀法，而不属于气体法，D错误；
故合理选项是D。
5．C
【详解】汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，最早发现电子的科学家是英国科学家汤姆生，因此答案选C。
6．B
【详解】A．钛属于金属元素，A错误；
B．在元素周期表中，元素名称左上角的数字表示原子数，原子序数=质子数=核电荷数，原子通过得失电子形成离子，只是核外电子数发生了改变，质子数不变，故钛离子的质子数为22，B正确；
C．钛离子是钛原子失去电子后形成的，钛离子核外电子数小于22，C错误；
D．元素是质子数相同的一类原子的总称，钛原子和钛离子的质子数相同，属于同种元素，D错误；
故答案选B。
7．D
【详解】由短周期元素R、T、Q、W的位置，可确定T、Q、W为第三周期的元素，R为第二周期元素，T所处的周期序数与族序数相等，则T为Al元素，故Q为Si元素，W为S元素，R为N元素，
A．非金属性N>Si，故最简单气态氢化物的热稳定性为NH3>SiH4，故A正确；
B．非金属性SiC．同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：T>Q>R，故C正确；
D．T、Q、W的最高价氧化化物的水化物依次为Al(OH)3、H2SiO3、H2SO4，R的最高价氧化化物的水化物为HNO3，其中H2SiO3和H2SO4都不能和HNO3反应，故D错误；
答案选D。
8．C
【详解】A．Ne核外只有2个电子层，达到了这两个电子层最大数目；Ar核外有三个电子层，第一层、第二层达到最大数目，而第三电子层只有8个电子，未达到该电子层的最大数目；A错误；
B．Al3+核外有两个电子层，达到了K、L两个电子层的最大数目，S2－核外有三个电子层，达到了K、L两个电子层的最大数目，而M层只有8个电子，未达到该电子层的最大数目；B错误；
C．F－和Na+核外有两个电子层，都达到了K、L两个电子层的最大数目，C正确；
D．He核外只有1个电子层，达到了这个电子层最大数目；而Cl－核外有三个电子层，达到了K、L两个电子层的最大数目，而M层只有8个电子，未达到该电子层的最大数目；D错误；
故选C。
9．(1) 质子数(Z) 中子数(N)
(2) 质子数 原子核外电子数
【解析】略
10． 质子 中子
【解析】略
11． KOH Al
【分析】根据元素在周期表中的位置知，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨分别是H、C、O、Ne、Na、Mg、Al、Si、Cl、K元素，据此解答。
【详解】(1)元素非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性最强，同一周期元素，元素的非金属性能随着原子序数的增大而呈增大，同一主族，从上到下，非金属性依次减弱，故酸性最强的化合物为HClO4；碱性最强的为KOH；
(2)最高价氧化物对应的水化物是两性的为Al(OH)3，则该元素为Al；氢氧化铝能和强碱反应生成可溶性盐，反应方程式为：；
(3)电子层结构相同的离子中，离子半径随着原子序数的增大而减小，核电荷数越大，对核外电子的吸引能力越强，半径越小，所以其离子半径大小顺序是：。
【点睛】准确判断出元素是解答的关键，注意元素周期律的灵活应用。
12． Na+、Al3+、H+ ab Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
【分析】由元素在周期表中的位置确定元素，进而由元素单质及其化合物的性质回答问题。
【详解】（1）元素②、④按原子数1∶2组成化合物是CO2，它是原子间通过共用电子对形成的共价化合物，电子式是 。
（2）元素⑤、⑧形成的化合物是NaCl，用电子式表示其形成过程为 。
（3）通常，单质的还原性强，则对应离子的氧化性弱。①、⑤、⑥阳离子分别为H+、Na+、Al3+，氧化性由弱到强的顺序是Na+、Al3+、H+。
（4）要有离子键须有阴阳离子，要有极性共价键须不同种元素的原子间形成共用电子对。①、④、⑤形成NaOH符合，电子式是 。
（5）由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物有苯（C6H6）、双氧水（H2O2）等，稀溶液易被催化分解的是H2O2，可使用的催化剂有ab。H2O2与Na2SO3或KMnO4发生氧化还原反应，分别作氧化剂、还原剂。
（6）⑥的单质为Al，据图中转化关系N为Al2O3、Al(OH)3。仅含非金属元素的盐通常为铵盐，结合表中元素，知M为NH4Cl。故X溶液与Y溶液反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。
13． 6mol 5NA
【分析】由H和O组成的水是H2O，相对分子质量是22。
【详解】11克H2O的物质的量是0.5mol，1个H2O分子中含有12个中子，中子的物质的量是0.5mol×12=6mol；1个H2O分子中含有10个电子，电子的物质的量是0.5mol×10=5mol，电子数是5NA。
14．(1) C O F Na K
(2) 三 ⅤA
【分析】由图可知，A-M分别为氟、氧、磷、碳、氩、氯、硫、铝、镁、钠、钙、钾、锝、溴元素；
【详解】（1）属于第二周期元素的有C、O、F，属于第ⅠA族的有Na、K。
（2）C元素为磷，在元素周期表中的位置是第三周期第ⅤA族。
15． bd ac 浓缩海水中气泡产生的快慢
【详解】(1)通入氯气，氯气与海水中澳离子发生反应得到溴与水的混合物，实验时应关闭活塞b、d，打开活塞a、c，进行反应和尾气处理。故答案为：bd；ac
(2)通入热空气把生成的溴单质赶到盛水的锥形瓶中，用二氧化硫吸收富集，可根据浓缩海水中气泡产生的快慢判断热空气的流速。故答案为：浓缩海水中气泡产生的快慢
(3)向浓缩海水中通入是为了氧化溴离子生成溴单质，反应的离子方程式为：，故答案为：
16． 试管 胶头滴管 橙红 紫红 同一主族，自上而下，随着核电荷数的增加，元素的非金属性依次减弱 Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 Br2+2I-=2Br-+I2 F2能置换出水中的氧，而Cl2不能置换出水中的氧(或HF的稳定性强于HCl)
【分析】(2)需要试管盛放药品，用胶头滴管滴加药品；
(3)氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，溴单质在有机层显示橙红色；溴单质能将碘离子氧化为碘单质，碘单质在有机层中显示紫红色；
(4)根据实验现象结合氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性来得出同主族元素性质的递变规律；
(5)①氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，溴单质能将碘离子氧化为碘单质；
②根根据单质和氢气化合得到的氢化物的稳定性、单质之间的置换反应可以得出元素的非金属性强弱顺序.
【详解】(2)需要试管盛放药品，用胶头滴管滴加药品，故答案为试管；胶头滴管；
(3)氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大溶解在四氯化碳中而使有机层显示橙红色；溴单质能将I-氧化为I2单质，I2单质单质更易溶于四氯化碳中，而使有机层中显示紫红色；
(4)氯气具有氧化性，能将Br-氧化为Br2单质，所以氧化性：Cl2>Br2，Br2能将I-氧化为I2单质，所以氧化性：Br2>I2，。物质的氧化性越强，相应元素的非金属性就越强，即非金属性：Cl＞Br＞I，因此可得出同主族元素性质的递变规律：同主族元素性质相似，且从上到下，元素的非金属性逐渐减弱；
(5)①氯气具有氧化性，能将Br-氧化为Br2，反应的离子方程式为：2 Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，Br2能将I-氧化为I2，反应的离子方程式为：Br2+2I-=2Br-+I2；
②元素的非金属性越强，该元素的单质和氢气化合得到的氢化物就越稳定，氢化物的稳定性：HF＞HCl，可以证明元素的非金属性F>Cl；F2能置换出水中的氧，而Cl2不能置换出水中的氧，所以F的非金属性比Cl强。
【点睛】本题考查性质实验方案设计，明确同一主族元素原子结构和性质关系是解本题关键，侧重考查学生实验设计、实验操作、实验分析和总结归纳能力，知道非金属性强弱判断方法，题目难度不大。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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