第四单元元素周期表和元素周期律
1．年以来，世界多地发生了新冠病毒肺炎，威胁着人们的身体健康。抗击新冠肺炎疫情中，“84”消毒液、双氧水和“一次性口罩”起了非常重要的作用。下列正确的有（）
3．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Z的原子最外层电子数之和为5；W与Y同族；X是形成化合物种类最多的元素，W的单质为常见气体，其水溶液具有漂白性。下列说法正确的是
A．Y的最高正化合价为+7
B．元素X的氢化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
C．Z的氧化物中阴阳离子个数比为1：2
D．W的单质与过量的铁反应产物为FeW2
4．由我国地质学家首次发现的香花石被誉为“矿石熊猫”。它由X(Ca)和前18号元素中的5种组成，分别为Y、Z、W、R、T。其中Y、Z为金属元素，X、Z同主族，Y、Z、R、T位于同周期，R最外层电子数是次外层的3倍，T无正价，X与R原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是
A．XR2、WR2两种化合物中R的化合价不相同B．原子半径：TRZY
C．最高价氧化物对应的水化物的碱性：XZD．气态氢化物的稳定性：WRT
5．X、Y、Z为短周期非金属元素，其相关性质如下，下列叙述正确的是
A．最外层电子数ZYB．Y与Z二者氢化物反应的产物含离子键
C．Y的含氧酸均为强酸D．气态氢化物的稳定性YX
6．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z原子2p轨道上有3个未成对电子，甲、乙、丙、丁、戊是这四种元素的两种或三种形成的化合物，75％的甲溶液常用于消毒，戊是Z和X组成的10电子分子，常温下己溶液显中性，它们有如下转化关系（反应条件已略去）：
则下列说法中错误的是
A．四种元素原子半径由大到小的顺序为：Y＞Z＞W＞X
B．可以用酸性KMnO4溶液鉴别甲和丙
C．己溶于水后促进了水的电离
D．W的氢化物不一定比Y的稳定
7．X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素，其原子半径与化合价的关系如图所示。下列说法错误的是
A．Q位于第三周期ⅠA族
B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱
C．简单离子半径：M－＞Q＋＞R2＋
D．Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸
8．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子核外有9个电子，Y原子最外层电子数是最内层电子数的一半，Z最高正价是最低负价绝对值的3倍。下列叙述正确的是（ ）
A．原子半径：W＜X＜Y＜Z
B．化合物Y2Z中既有离子键、又有共价键
C．Y、W最高价氧化物对应水化物的溶液均能溶解氧化铝
D．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：Z、W、X
9．短周期金属元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如右表所示，下面判断正确的是
A．原子半径：丙＜丁＜戊B．金属性：甲＞丙
C．氢氧化物碱性：丙＞丁＞戊D．最外层电子数：甲＞乙
10．现有W、X、Y、Z四种短周期元素，W分别与X、Y、Z结合生成甲、乙、丙三种化合物，且每个甲、乙、丙分子中均含10个电子，Y和Z化合生成丁，有关物质的转化关系如下图所示。下列说法正确的是()
A．原子半径由小到大的顺序是：WZYX
B．Z的最高价氧化物对应的水化物一定为强酸
C．化合物的沸点由高到低的顺序是：乙甲丙
D．Y与W、Z都只能形成两种化合物
11．一种新型试剂(如图)可用于洗涤羊毛等，已知Z、Y、X、W原子序数依次增大，其中Z、Y、W为不同周期不同主族的短周期元素，W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，W和X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述正确的是
A．少量W单质保存在煤油中
B．W、X、Y对应原子半径顺序为：WXY
C．该试剂中各元素均满足8电子稳定结构
D．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式为H3YO3
12．下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是
A．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z＜M
B．X、N两种元素形成的化合物属于离子化合物
C．Y、R两种元素气态氢化物的稳定性：Y＞R
D．简单离子的半径：Z＞M＞X
13．某小组为探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱，设计实验如下：
资料：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色。
（1）ⅰ中反应的离子方程式是__________________________________________。
（2）实验Ⅰ中ⅰ和ⅱ可以得出的结论是__________________________________。
（3）①甲同学认为：实验Ⅱ观察到__________________现象，得出氧化性Br2＞I2。
②乙同学对上述实验进行反思，认为实验Ⅱ不能充分证明氧化性Br2＞I2，他补做了实验Ⅲ。
补做实验Ⅲ的目的是___________________________________________________。
（4）综合实验Ⅰ和Ⅲ，得出Cl2、Br2、I2氧化性由强到弱的顺序为_____________。
（5）实验室的氯水都是实验前新制备，其制备的方法是将氯气通往蒸馏水中使其充分溶解而得到。实验室可用如图装置来制备氯水，下列对于该实验说法正确的是______。
A．甲装置中所用药品为浓盐酸和二氧化锰
B．若在装置乙、丙之间增加一个如图(a)所示装置，制备的氯水更纯净
C．为提高氯水的制备效率，可在丙装置中的长玻璃管下端接一个如图(b)所示的多孔球
D．为了充分吸收尾气并防止倒吸，丁装置可选用如图(c)所示装置
14．X、Y、Z、R、W为常见的主族元素，根据下表信息回答问题：
（1）写出元素X的原子结构示意图_____；元素W在周期表中位置_____。
（2）Y、Z最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较__________（填化学式）。
（3）用电子式表示X和R形成化合物的过程：_____。
（4）下列对于W及其化合物的推断中，正确的是_____（填序号）。
①W的最低负化合价与R的最低负化合价相同
②W的氢化物的稳定性弱于R的氢化物的稳定性
③W的单质可与X和R形成的化合物的水溶液发生置换反应
④W的最高价氧化物对应水化物的酸性比R的强
（5）为验证卤族部分元素单质氧化性的递变规律，设计如图装置进行实验，请回答：
①A中发生的反应的离子方程式是_____。
②棉花中浸有的NaOH溶液的作用是_____(用离子方程式表示)。
③为验证Br2与I2的氧化性强弱：通入一定量R的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管内，取下试管，充分振荡、静置，可观察到_____。该实验必须控制加入的R单质的量，否则得不出Br2的氧化性比I2强。理由是______。
④从原子结构的角度解释卤族元素单质氧化性逐渐减弱的原因：______。
15．I．锶(Sr)原子序数为38，在周期表中的位置为_____关于锶及其化合物的说法中不正确的是_________
a．锶能与冷水剧烈反应
b．锶的失电子能力比钙强
c．Sr(OH)2的碱性比Ca(OH)2弱
d．氧化锶是碱性氧化物
II．高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值，61℃时晶体开始失去结晶水，℃时失去全部结晶水。用工业碳酸锶粉末（含少量Ba、Fe的化合物等杂质）制备高纯六水氯化锶晶体的过程如下图所示。
请回答：
（1）已知常温下，NaCl溶液、BaCl2溶液呈中性，而MgCl2、CuCl2溶液呈酸性。常温下，SrCl2溶液pH_____7（填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）步骤③所得滤渣的主要成分是_________（填化学式），调节溶液pH至8～10，宜选用的试剂为_____。
a．稀硫酸b．氢氧化锶粉末c．氢氧化钠d．氧化锶粉末
（3）步骤⑤中，洗涤氯化锶晶体最好选用_____。
a．水b．稀硫酸c．氢氧化钠溶液d．氯化锶饱和溶液
（4）工业上用热风吹干六水氯化锶，选择的适宜温度范围是_____（填字母）。
a．50～60℃b．70～80℃c．80～℃d．℃以上
16．金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，它与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示：
(1)元素Ga位于Al的下一周期，写出镓(Ga)的原子结构示意图为____________CO2的电子式为_____________________。
(2)下列有关Al、Ga的说法不正确的是______。
A．由流程图可知酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3B．Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3
C．Ga(OH)3可由Ga2O3与水反应得到D．与酸反应的剧烈程度：AlGa
(3)图中涉及到的Al、Na、O三种元素简单离子半径由大到小的顺序_____________。
(4)步骤二中不能通入过量的CO2，理由_________________(用离子方程式表示)。
(5)工业上通常用电解精炼法提纯镓。某待提纯的粗镓内含Zn、Fe、Cu杂质，以NaOH水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液，通过某种离子迁移技术到达阴极，并在阴极放电析出高纯镓。(离子氧化性顺序为：Zn2+Ga3+Fe2+)
①下列有关电解精炼说法正确的是_______。
A．阳极发生氧化反应，其主要电极反应式：Ga-3e-═Ga3+
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．在阴极除了析出高纯度的镓之外，还有H2产生
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Fe
②阴极析出高纯度镓的电极反应式______________。
(6)氮化镓在电和光的转化方面性能突出，是迄今理论上光电转化效率最高的材料。氮化镓(GaN)的一种制备方法是采用GaCl3与NH3在一定条件下反应，写出该反应的化学方程式___。
A．Y为F元素，元素非金属性最强，没有正化合价，故A错误；
B．X的氢化物为烃，烃分子中氢原子最外层电子数为2，不满足8电子稳定结构，故B错误；
C．Z为Na元素，钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠，氧化钠和过氧化钠中阴阳离子个数比为1：2，故C正确；
D．W为Cl，W的单质氯气为强氧化剂，与铁反应生成氯化铁，与反应物过量情况无关，故D错误；
故答案选C。
4．BR原子最外层电子数为其次外层电子数的3倍，R原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则R为O元素；Y、Z、R、T位于同周期，即处于第二周期，T元素无正价，则T为F元素；X、Z位于同主族，X为Ca元素，则Z为Be元素；Y为金属元素，则Y为Li；X为Ca元素，则由X与R原子序数之和是W的2倍，则（20+8）÷2=14，推出W为Si元素，符合题意，据此解答。
A.XR2、WR2两化合物CaO2、SiO2，CaO2中O元素为1价，SiO2中O元素化合价为2，R的化合价不相同，故A正确，但不符合题意；
B.Y为锂元素、Z为铍元素、R为氧元素、T为氟元素，位于同周期，元素的原子半径从左向右半径在减小，即原子半径：YZRT，故B错误，符合题意；
C.X为钙元素、Z为铍元素，金属性CaBe，则最高价氧化物对应的水化物碱性：氢氧化钙氢氧化铍，故C正确，但不符合题意；
D.W为硅元素、R为氧元素、T为氟元素，非金属性FOSi，则气态氢化物的稳定性WRT，故D正确，但不符合题意；
故选：B。
5．BX、Y、Z为短周期非金属元素，X单质与氢气在暗处爆炸，得到的氢化物水溶液pH小于7，则X为F元素；Y单质与氢气在光照条件下反应，得到的氢化物水溶液pH小于7，则Y为Cl元素；Z单质与氢气在高温、高压、催化剂条件下反应，得到的氢化物水溶液pH大于7，则Z为N元素，据此分析解答。
A．Z为N元素，原子最外层电子数为5，Y为Cl元素，原子最外层电子数为7，故最外层电子数Y＞Z，A选项错误；
B．氯化氢与氨气反应生成的氯化铵中含有离子键，B选项正确；
C．Y为氯元素，含氧酸中HClO为弱酸，C选项错误；
D．非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl，故HCl的稳定性比HF弱，D选项错误；
答案选B。
6．B短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。Z原子2p轨道上有3个未成对电子，其核外电子排布为1s22s22p3，则Z为N元素；甲、乙、丙、丁、戊是这四种元素之间形成的化合物，75%的甲溶液常用于消毒，则甲为乙醇(CH3CH2OH)；戊是Z和X组成的10电子分子，则戊为氨气，X为H；结合转化关系可知，乙为H2O，丙为乙醛(CH3CHO)，丁为CH3COOH，常温下己溶液显中性，应为醋酸铵，结合原子序数大小可知，X为H，Y为C，W为O元素，据此解答。
A．同一周期从左向右原子半径逐渐减小，电子层越多原子半径越大，则四种元素原子半径由大到小的顺序为：Y＞Z＞W＞X，故A正确；
B．甲为乙醇(CH3CH2OH)，丙为乙醛(CH3CHO)，二者都可被酸性KMnO4溶液氧化，使高锰酸钾溶液褪色，则不能鉴别乙醇和乙醛，故B错误；
C．根据分析，己为醋酸铵，醋酸铵溶于水后可发生双水解反应，促进了水的电离，故C正确；
D．Y为C，W为O元素，C的氢化物为烃，O的氢化物为水和双氧水，碳原子数较多的烃在常温下为固态，其沸点大于水和双氧水，故D正确；
答案选B。
7．C由Y的化合价只有-2价推断Y为氧元素，X的半径比氧原子的半径小且只有+1价，则X为氢元素，M的最高正价为+7价，最低负价为-1，则M代表氯元素，Z的半径小于氯元素，且最低负价为-3价，最高价为+5价，则Z代表氮元素，Q只有+1一种化合价，且Q的半径大于氯原子半径，但小于只有+2价的R，故Q代表钠元素，R代表Ca元素，据此分析解答。
A项Q代表钠元素，Na为第三周期IA族，A正确；
B项X、Y、Z三种元素分析代表H、O、N，可以形成硝酸、硝酸铵和一水合氨，故B正确；
C项M-、Q+、R2+的半径大小应该为Cl-＞Ca2+＞Na+，故C错误；
D项Z、M的最高价氧化物对应的水化物为HNO3和HClO4，都是强酸，故D正确。
答案为C。
8．C在短周期主族元素中，核外电子数是9的元素是F，所以X是F，最外层电子数是最内层一半的元素是Na，所以Y是Na，最高正价是最低负价绝对值的3倍的元素是S，所以Z是S，则W就是Cl。
A.原子半径由小到大的顺序是：XWZY，故A错误；
B.化合物Y2Z是Na2S，在Na2S中，只有离子键没有共价键，故B错误；
C.Y、W最高价氧化物对应水化物分别是：NaOH、HClO4，分别为强碱和强酸，氧化铝为两性氧化物，所以水溶液均能溶解氧化铝，故C正确；
D.简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是：HFHClH2S，故D错误；
本题答案为C。
9．CA．根据同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径：丙丁戊，A项错误；
B．根据同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强，则金属性：甲丙，B项错误；
C．根据同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱，则金属性：丙丁戊，由于元素的金属性越强，其氢氧化物碱性越强，故氢氧化物的碱性：丙丁戊，C项正确；
D．根据同周期元素从左到右，原子的最外层电子数逐渐增多，则最外层电子数：甲乙，D项错误；
故答案选C。
10．CW、X、Y、Z四种短周期元素，W分别与X、Y、Z结合生成甲、乙、丙三种化合物，且甲、乙、丙分子均含有10个电子，由反应：单质X+乙→单质Y+甲，可知X为F2、乙为H2O、Y为O2、甲为HF，则W为H元素、X为F元素、Y为O元素，再由反应：丙+氧气→丁+水，可知丙是NH3或CH4，丁是NO或CO2，Z为C或N元素。
A.W为H元素，X为F元素，Y为O元素，Z为C或N元素，则原子半径由小到大的顺序是：WXYZ，A错误；
B.Z为C或N元素，其最高价氧化物对应的水化物为碳酸或硝酸，硝酸属于强酸，而碳酸是弱酸，B错误；
C.化合物甲是HF，乙是H2O、丙是NH3或CH4，水在室温下呈液态，HF、NH3分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使物质的沸点增大，由于HF的分子的氢键比NH3的大，所以化合物的沸点由高到低的顺序是：乙甲丙；若丙是CH4，沸点比HF低，仍然存在关系乙甲丙，C正确；
D.O与H可生成H2O、H2O2，O可与C生成CO、CO2，与N生成NO、NO2、N2O3等多种氧化物，不是都只能形成两种化合物，D错误；
故合理选项是C。
11．DZ、Y、W为不同周期不同主族的短周期元素，原子序数依次增大，则Z为第一周期、Y为第二周期、W为第三周期，所以Z为H元素；W形成+2价阳离子，应位于ⅡA族，且位于第三周期，所以W为Mg元素；X形成2个共价键，应位于ⅥA族，其原子序数小于Mg所以X为O元素；W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的核外层电子数，Y的最外层电子数为：6-2-1=3，Y原子序数小于O，则Y为B元素，据此分析解答。
A．Mg单质表面可以形成致密的氧化膜，所以不需要保持在煤油中，故A错误；
B．W、X、Y分别为Mg、O、B，电子层数越多原子半径越大，电子层数相同核电荷数越小原子半径越大，所以原子半径：WYX，故B错误；
C．H原子最外层不满足8电子稳定结构，故C错误；
D．Y为B位于第ⅢA族，最高正价为+3价，所以最高价氧化物对应的水化物为H3YO3，故D正确；
故答案为D。
12．C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，故前7种元素处于第二周期，后7种元素处于第三周期，由原子序数可以知道X为O元素，Y为F元素，Z为Na元素，M为Al元素，N为Si元素，R为Cl元素。
A．同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱，金属性越强，对应的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，所以碱性强弱为：ZM，A错误；
B．X、N两种元素组成的化合物为二氧化硅，二氧化硅是由原子组成，属于共价化合物，B错误；
C．气态氢化物的稳定性和非金属性有关，非金属性越强，气态氢化物越稳定，非金属性Y＞R，Y、R两种元素气态氢化物的稳定性：Y＞R，C正确；
D．离子电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以简单离子的半径：MZX，D错误；
故选C。
13．（1）Cl2+2Br-=2Cl-+Br2（2）氧化性：Cl2Br2、Cl2I2（3）①溶液变蓝②排除可能存在的Cl2对Br2置换出I2的干扰（4）Cl2Br2I2（5）ABCD
（1）i中溴化钠溶液中加入氯水，溶液变成黄色，说明生成溴单质，形成溴水溶液，氯水中含有氯分子将溴化钠中的溴离子氧化为溴单质，反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；
（2）探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱，实验Ⅰ中i氯水中含有的氯分子将溴化钠中的溴离子氧化为溴单质，反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，说明Cl2的氧化性强于Br2；氯水中含有氯分子将碘化钾中的碘离子氧化为碘单质，反应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2，说明Cl2的氧化性强于I2；
（3）①取i中反应后的黄色溶液，加入KI溶液，再加入淀粉溶液，若淀粉溶液变蓝，说明反应生成I2，发生的离子方程式为Br2+2I-=2Br-+I2，说明溴水中的Br2将I-氧化为I2，利用氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，得出氧化性Br2I2；
②实验Ⅱ取i中的黄色溶液进行实验，i中反应后的黄色溶液可能含有过量的Cl2，Cl2将KI中的I-氧化为I2，不能准确证明一定是Br2将I-氧化为I2，故需要对i中反应后的黄色溶液加入足量的NaBr，确保溶液i中反应后的溶液不含Cl2，因此补做实验Ⅲ的目的是排除可可能存在的Cl2对Br2置换出I2的干扰；
（4）综合上述实验，得出三中物质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2Br2I2；
（5）甲装置中圆底烧瓶中加入二氧化锰，分液漏斗中加入浓盐酸，在加热的条件下方发生反应生成氯气，A正确；
混合气体通入到以装置中，HCl气体留在溶液中Cl2气体流出，但是气体流出时会带有少量的水蒸气，在乙装置后加入一个浓硫酸洗气瓶，可以吸收气体中的水蒸气，使气体更加纯净，B正确；
在丙装置长导管下放一个b装置，可增大氯气与水的接触面积，有利于氯气在水中的溶解，提高氯水的制备效率，C正确；
利用c装置可以很好的吸收Cl2并防止倒吸，Cl2溶解在NaOH中时，球形管内外产生压强差，将液体压入球形管内，液体由于自身重力的作用又重新回到烧杯内，从而防止倒吸，D正确；
故选择ABCD。
(4)①W与R同主族，两者的最低负化合价均为-1价，①正确；
②R的非金属性强于W，则W的氢化物的稳定性弱于于R的氢化物的稳定性，②正确；
③Cl2的氧化性强于Br2，故W的单质不能与X和R形成的化合物的水溶液发生反应置换反应，③错误；
④R的非金属性强于W，则W的最高价氧化物对应水化物的酸性比R的弱，④错误；
答案选①②。
(5)①A中氯气与溴化钠反应生成氯化钠和溴单质，离子方程式是Cl2+2Br-=Br2+2Cl-。
②氯气有毒，棉花中浸有的NaOH溶液防止污染空气，发生的用离子方程式为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O。
③为验证Br2与I2的氧化性强弱：通入一定量R的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管内，取下试管，充分振荡、静置，可观察到试管中溶液分层，上层为无色，下层为紫红色。该实验必须控制加入的R单质的量，若氯气过量，过量的Cl2也能与KI溶液反应置换成I2，得不出Br2的氧化性比I2强。
④卤族元素从上到下，电子层数增多，原子半径增大，得电子能力减弱，单质氧化性减弱。
15．I．第五周期ⅡA族；cII．（1）等于（2）BaSO4、Fe(OH)3；bd（3）d（a）a
I．锶(Sr)原子序数为38，原子结构示意图为
，有5个电子层，最外层2个电子，在周期表中的位置为第五周期ⅡA族；
a．锶的活金属性大于钙，所以锶能与冷水剧烈反应，故a正确；
b．锶、钙同主族，锶的半径大于钙，所以锶的失电子能力比钙强，故b正确；
c．锶、钙同主族，锶的半径大于钙，Sr(OH)2的碱性比Ca(OH)2强，故c错误；
d．氧化锶和盐酸反应生成氯化锶和水，氧化锶是碱性氧化物，故d正确；选c。
II．（1）SrCl2是强酸强碱盐，SrCl2溶液呈中性，pH等于7；
（2）SrCO3和盐酸反应后溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Fe2+、Ba2+杂质，然后加硫酸生成硫酸钡沉淀，加入过氧化氢，调节溶液pH可生成氢氧化铁沉淀，所以过滤后滤渣为BaSO4、Fe(OH)3；调节pH除去Fe3+等，要不能引入杂质，最好选用氢氧化锶粉末或氧化锶粉末，故选bd；
（3）SrCl2·6H2O易溶于水，为减少晶体溶解，提高产量，洗涤氯化锶晶体最好选用氯化锶饱和溶液，选d；
（4）六水氯化锶晶体61℃时开始失去结晶水，℃时失去全部结晶水，则用热风吹干六水氯化锶，选择的适宜温度范围是50～60℃，故选a。