全国卷 高一 化学(上册)物质结构、元素周期律专项练习

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全国卷高一化学上册高考

完整试卷与答案

1选择题
小明在超市选购食盐、食醋和小苏打等商品时,注意到包装上的成分说明,并联想到课堂所学的物质结构与元素周期律知识。已知信息:① 食盐的主要成分 NaCl 中,钠元素(Na)与氯元素(Cl)同处第三周期;② 小苏打 NaHCO₃ 中含有 Na、H、C、O 四种元素,其中 Na 与 H 分别位于第ⅠA 族的第三周期和第一周期;③ 食醋中的醋酸 CH₃COOH 由 C、H、O 三种非金属元素组成。下列说法中错误的是( )
答案:D
解析:本题融合原子结构、元素周期表位置与元素周期律的递变规律。A 项:Na 原子序数 11、Cl 原子序数 17,二者核外均有 3 个电子层,同处第三周期,正确。B 项:Na 有 3 个电子层,C、O 均只有 2 个电子层,故 Na 半径最大;C 与 O 同处第二周期,从左到右原子半径逐渐减小,故 C > O,正确。C 项:Na、Mg 同处第三周期,从左到右金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,故 NaOH 碱性强于 Mg(OH)₂,正确。D 项:氯元素最高价为 +7 价,其最高价氧化物对应水化物是 HClO₄(高氯酸),而 HClO 中氯为 +1 价,不是最高价氧化物对应的水化物;且 HClO 酸性弱于 H₂CO₃,该项既混淆了“最高价氧化物对应水化物”与“一般含氧酸”,又把酸性强弱记反,错误。易错点:一是混淆“最高价氧化物对应水化物”与“氢化物/一般含氧酸”;二是把同周期金属性、非金属性的递变方向记反。故选 D。
2选择题
某同学在超市购买了一袋标有「加碘食盐」的产品,包装上标注添加了碘酸钾(KIO₃)以补充碘元素。碘(I)位于元素周期表第五周期第ⅦA族。已知碘的原子序数为53。下列说法正确的是( )
答案:C
解析:原子序数 = 质子数 = 核电荷数 = 核外电子数,故碘原子的质子数与核外电子数均为53,A项中「质子数为74」混淆了中子数(127-53=74),错误。B项中子数应为127-53=74,而非53,错误。周期数 = 电子层数,主族序数 = 最外层电子数,碘在第五周期第ⅦA族,故有5个电子层、最外层7个电子,C项正确。同主族从上到下非金属性逐渐减弱,碘在氯下方,非金属性弱于氯,D项把递变规律记反了,错误。易错点:①把原子序数、质子数、中子数、质量数相互混淆;②把同主族从上到下非金属性减弱误记为增强。故选C。
3选择题
某同学在超市选购家庭清洁与消毒用品时记录了以下信息:①84 消毒液的有效成分是 NaClO,可用于织物漂白与餐具消毒;②某品牌光导纤维跳线的主要成分是 SiO₂;③浓硫酸常用作某些气体的干燥剂;④某管道疏通剂中含有 NaOH 与铝粉,遇水产生大量气泡。下列说法错误的是
答案:C
解析:本题以日常生活中的清洁、消毒、通网线、管道疏通为情境,综合考查物质性质与用途的对应关系。A 项:NaClO 中 Na 为 +1、O 为 −2,故 Cl 为 +1;HClO 具有强氧化性,可杀菌漂白,正确。B 项:SiO₂ 是酸性氧化物,能与 NaOH 反应生成 Na₂SiO₃ 和 H₂O,是光导纤维的主要成分,正确。C 项:浓硫酸是酸性干燥剂,会与碱性气体 NH₃ 反应(2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄),故不能干燥 NH₃;干燥剂选择必须遵循「酸碱匹配、不与被干燥气体反应」的原则,此项错误。D 项:2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑,Al 化合价由 0 升高到 +3,属于氧化还原反应,且 Al₂O₃ 为两性氧化物,体现铝的两性,正确。易错点:把「浓硫酸能干燥很多气体」泛化为「能干燥任何气体」,忽视干燥剂与被干燥气体的酸碱性匹配。故选 C。
4填空题
某同学在超市购买了一款标称"加碘食盐"的产品,配料表显示主要成分为 NaCl,同时添加了 KIO₃(碘酸钾)作为碘强化剂。已知 Na、K、Cl、I 均为主族元素,其原子序数依次为 11、19、17、53。请回答下列问题: (1) Na 原子的原子序数为 11,则其原子核内质子数为______,核外电子数为______,若 Na 失去 1 个电子形成 Na⁺,则 Na⁺ 的核外电子数为______。 (2) Na 与 K 同属于第______族(填"ⅠA"或"ⅦA");Na 位于第______周期,K 位于第______周期。 (3) 同主族元素从上到下,金属性逐渐______(填"增强"或"减弱"),故金属性:Na______K(填">"或"<")。 (4) 同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐______(填"增大"或"减小"),故原子半径:Na______Cl(填">"或"<")。 (5) KIO₃ 中 I 元素的化合价为______价。
答案:(1) 11;11;10。 (2) ⅠA;三;四。 (3) 增强;<。 (4) 减小;>。 (5) +5。
解析:本题以日常消费品"加碘食盐"为情境,综合考查原子结构与元素周期律的核心知识。 (1) 原子序数 = 质子数 = 核电荷数 = 核外电子数,故 Na 原子序数 11 对应质子数 11、电子数 11;Na⁺ 是 Na 失去最外层 1 个电子形成,故核外电子数为 11 − 1 = 10。易错点:误认为形成阳离子后电子数不变。 (2) Na(2、8、1)与 K(2、8、8、1)最外层均为 1 个电子,同属第ⅠA族;Na 有 3 个电子层,位于第三周期;K 有 4 个电子层,位于第四周期。易错点:周期数 = 电子层数记错,或把"族"的罗马数字写错。 (3) 同主族从上到下电子层数增多,原子失电子能力增强,金属性增强,故金属性 Na < K。易错点:把"同主族"与"同周期"的递变规律记反。 (4) 同周期从左到右核电荷数增大,原子半径逐渐减小,Na 在 Cl 左侧,故 r(Na) > r(Cl)。易错点:把"同周期原子半径减小"误记为增大。 (5) KIO₃ 中 K 为 +1 价,O 为 −2 价,设 I 的化合价为 x,则 (+1) + x + 3 × (−2) = 0,解得 x = +5。易错点:未按化合物中化合价代数和为 0 列式求解。 故答案依次为 11、11、10;ⅠA、三、四;增强、<;减小、>;+5。
5解答题
某同学为家中厨房配制一瓶用于除水垢的稀盐酸消毒液,并进行相关探究。已知信息:① 实验室用质量分数为 37%、密度为 1.19 g/cm³ 的浓盐酸(HCl 的摩尔质量为 36.5 g/mol)配制溶液;② 水垢的主要成分之一是碳酸钙 CaCO₃;③ 该同学还用学到的元素周期律知识,对比了 Na、Mg、Al 三种第三周期元素。请回答下列问题: (1)若要配制 500 mL 0.20 mol/L 的稀盐酸,需量取上述浓盐酸多少毫升(保留一位小数)?配制时所需玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还缺少哪两种? (2)配制过程中,下列操作会使所配溶液浓度偏高的是(填字母): A. 量取浓盐酸时俯视量筒刻度线; B. 转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容; C. 定容时俯视容量瓶刻度线; D. 定容摇匀后发现液面低于刻度线,又加水至刻度线。 (3)写出用该稀盐酸除去水垢中碳酸钙的离子方程式。 (4)从原子结构角度解释:同周期从左到右,Na、Mg、Al 的金属性逐渐减弱,并由此判断其最高价氧化物对应水化物的碱性强弱顺序。
答案:(1)浓盐酸的物质的量浓度 c = (1000 × 1.19 × 37%) ÷ 36.5 mol/L ≈ 12.06 mol/L。由稀释公式 c₁V₁ = c₂V₂,得 V₁ = (0.20 mol/L × 500 mL) ÷ 12.06 mol/L ≈ 8.3 mL。所需玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还缺少 500 mL 容量瓶和胶头滴管。 (2)C。 (3)CaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + H₂O + CO₂↑。 (4)Na、Mg、Al 同处第三周期,电子层数相同,从左到右核电荷数逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引作用逐渐增强,原子半径逐渐减小,失电子能力逐渐减弱,故金属性逐渐减弱:Na > Mg > Al;金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性:NaOH > Mg(OH)₂ > Al(OH)₃。
解析:(1)关键是先把质量分数换算成物质的量浓度:c = 1000ρω ÷ M,得约 12.06 mol/L;再用稀释定律求体积,V = (0.20 × 0.500) ÷ 12.06 L ≈ 0.0083 L = 8.3 mL。易错点:① 忘记乘 1000 导致单位错乱;② 误把 500 mL 当作 0.5 mL 或直接用 500 代入公式;③ 配制溶液的仪器漏写胶头滴管或容量瓶(且需指明 500 mL 规格,容量瓶只有一个刻度线)。 (2)依据 c = n ÷ V 分析:A 俯视量筒,量取浓盐酸体积偏小,n 偏小,浓度偏低;B 未洗涤烧杯和玻璃棒,溶质损失,n 偏小,浓度偏低;C 定容时俯视刻度线,实际液面低于刻度线,V 偏小,浓度偏高;D 摇匀后液面下降是因少量溶液残留在瓶口与磨口处,此时再加水会使 V 偏大,浓度偏低。故只有 C 偏高。易错点:“俯视偏高、仰视偏低”的口诀用反,或误认为容量瓶必须干燥。 (3)CaCO₃ 是难溶物,必须保留化学式,不能拆成离子形式;HCl 是强酸,拆为 H⁺ 和 Cl⁻,删去旁观离子 Cl⁻ 后得 CaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + H₂O + CO₂↑。易错点:把 CaCO₃ 拆写成 Ca²⁺ + CO₃²⁻,或忘记标注 CO₂↑。 (4)答题必须从“电子层数相同、核电荷数递增、原子半径递减、失电子能力递减”这一结构逻辑链入手,再推出金属性递变,最后推出最高价氧化物对应水化物碱性递变,体现“位—构—性”统一。易错点:把同周期金属性递变方向记反,或错误地用氢化物性质来比较碱性。
6解答题
某品牌补铁剂说明书标注:每片含硫酸亚铁(FeSO₄)0.3 g,并提示「与维生素C同服可促进铁吸收」。已知信息:FeSO₄中铁元素为+2价,易被空气中的氧气氧化为+3价;维生素C具有还原性,可将Fe³⁺还原为Fe²⁺;检验Fe³⁺常用KSCN溶液,遇Fe³⁺溶液变红。请回答下列问题: (1)FeSO₄中硫元素的化合价为______;Fe原子的原子序数为26,其原子核外有______个电子,Fe²⁺核外有______个电子。 (2)取少量久置的补铁剂溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变为红色,说明溶液中存在______(填离子符号);若先加入足量维生素C粉末,振荡,再滴加KSCN溶液,则溶液______(填「变红」或「不变红」),其原因是______。 (3)某同学设计实验验证该补铁剂溶液中只含Fe²⁺而不含Fe³⁺,简述实验步骤、现象及结论。
答案:(1)+6;26;24。 (2)Fe³⁺;不变红;维生素C具有还原性,将溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺,Fe²⁺与SCN⁻不显红色。 (3)步骤①:取少量待测液于试管中,滴加KSCN溶液,振荡,观察现象;现象:溶液不变红;结论:溶液中不含Fe³⁺。 步骤②:另取少量待测液于试管中,滴加少量氯水(或双氧水),振荡,再滴加KSCN溶液,观察现象;现象:溶液变为红色;结论:溶液中含有Fe²⁺。 综合①②可得:原溶液只含Fe²⁺而不含Fe³⁺。
解析:(1)FeSO₄中Fe为+2价、O为-2价,设S化合价为a,则(+2)+a+4×(-2)=0,解得a=+6,易错点是把硫酸根中S误认为+4价。原子序数=质子数=核外电子数,Fe原子核外26个电子;Fe²⁺是Fe原子失去2个电子形成的阳离子,核外电子数=26-2=24,此处易错为26+2=28(误把阳离子当阴离子处理)。 (2)KSCN遇Fe³⁺变红,故变红说明有Fe³⁺;维生素C将Fe³⁺还原为Fe²⁺,Fe²⁺与SCN⁻不显红色,故加入后再滴KSCN不变红。易错点:误认为SCN⁻与Fe²⁺也显红色,或忽略维生素C的还原性。 (3)检验Fe²⁺必须先排除Fe³⁺干扰:先加KSCN不变红排除Fe³⁺,再加氧化剂(氯水、H₂O₂)将Fe²⁺氧化为Fe³⁺后加KSCN变红证明Fe²⁺存在。易错点:①未先排除Fe³⁺就直接检验Fe²⁺,导致结论不严谨;②直接加NaOH观察沉淀颜色,现象不明显且易被氧化干扰;③只做一步实验就下结论,逻辑不严密。
7解答题
某品牌"自热小火锅"发热包的主要成分是生石灰(CaO)、铝粉和碳酸钠,使用时加入冷水,发生反应放出大量热,使上层餐盒中的食物被加热。已知信息: ① CaO 与水反应生成 Ca(OH)₂,放出大量热; ② Al 与强碱溶液反应生成偏铝酸钠(NaAlO₂)和 H₂,化学方程式为 2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑; ③ Na₂CO₃ 与 Ca(OH)₂ 反应生成 CaCO₃ 沉淀和 NaOH,化学方程式为 Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + 2NaOH; ④ Al、Ca、Na、C、O、H 均为主族元素,原子序数分别为 13、20、11、6、8、1; ⑤ 标准状况下,气体摩尔体积 Vₘ = 22.4 L/mol。 请回答下列问题: (1) 发热包中 Na₂CO₃ 与 Ca(OH)₂ 反应的离子方程式为______________________,该反应属于______________________反应(填基本反应类型)。 (2) 将 2.7 g 铝粉加入足量的上述反应所得溶液中充分反应,计算: ① 2.7 g Al 的物质的量 n(Al) = ______ mol; ② 反应中转移电子的物质的量 n(e⁻) = ______ mol; ③ 标准状况下生成 H₂ 的体积 V(H₂) = ______ L。 (3) 上述元素中,属于第三周期的元素有______________________(填元素符号);同周期从左到右,元素的金属性逐渐__________(填"增强"或"减弱"),故金属性:Na______Al(填">"或"<")。 (4) 从氧化还原反应角度分析,反应 2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑ 中,________元素被氧化(填元素符号),________元素被还原。
答案:(1) CO₃²⁻ + Ca²⁺ = CaCO₃↓;复分解反应。 (2) ① n(Al) = 2.7 g ÷ 27 g/mol = 0.1 mol; ② 由 2Al → 3H₂↑,Al 由 0 价升高到 +3 价,每 1 mol Al 失去 3 mol 电子,故 n(e⁻) = 0.1 mol × 3 = 0.3 mol; ③ n(H₂) = (3/2) × n(Al) = 0.15 mol,V(H₂) = 0.15 mol × 22.4 L/mol = 3.36 L。 (3) Na、Al;减弱;>。 (4) Al;H。 (1) Na₂CO₃ 与 Ca(OH)₂ 反应生成 CaCO₃ 沉淀和 NaOH,化学方程式为 Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + 2NaOH,改写为离子方程式:2Na⁺ + CO₃²⁻ + Ca²⁺ + 2OH⁻ = CaCO₃↓ + 2Na⁺ + 2OH⁻,删去两边相同离子得 CO₃²⁻ + Ca²⁺ = CaCO₃↓;该反应是两种化合物互相交换成分生成两种新化合物,属于复分解反应。 (2) ① n(Al) = m/M = 2.7 g ÷ 27 g/mol = 0.1 mol; ② 由方程式 2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑,2 mol Al 转移 6 mol 电子(每个 Al 由 0 价 → +3 价,失 3 e⁻),故 0.1 mol Al 转移 0.3 mol 电子; ③ n(H₂) = 0.1 mol × 3/2 = 0.15 mol,V(H₂) = 0.15 mol × 22.4 L/mol = 3.36 L。 (3) Na(第三周期第ⅠA族)、Al(第三周期第ⅢA族)属于第三周期;Ca 位于第四周期,C、O、H 位于第二或第一周期。同周期从左到右金属性逐渐减弱,故金属性 Na > Al。 (4) Al 由 0 价 → +3 价,化合价升高,被氧化;H₂O(或 NaOH)中 H 由 +1 价 → 0 价,化合价降低,被还原。
解析:本题以日常消费品"自热小火锅"发热包为情境,融合离子反应、氧化还原反应、物质的量计算、元素周期律与原子结构等多个知识点,考查综合应用能力。 (1) 易错点:写离子方程式时把 CaCO₃ 拆成离子(应保留化学式并加 ↓);漏写沉淀符号;把 Na₂CO₃ 拆成 Na⁺ 与 CO₃²⁻ 正确,但把 Ca(OH)₂ 作为强碱拆写时需注意其为微溶物,在此反应中作为反应物溶液可拆写,但产物 CaCO₃ 必须保留化学式。反应类型易错:误填"氧化还原反应",实际上该反应无化合价变化,属于复分解反应。 (2) 易错点: ① 摩尔质量误写为 27 g 或 2.7 g/mol; ② 电子转移数误算为 0.1 mol 或 0.6 mol,正确应为 0.1 × 3 = 0.3 mol(注意系数 2Al 对应 6 e⁻,即 1 Al 对应 3 e⁻); ③ 生成 H₂ 体积误用 22.4 × 0.1 = 2.24 L,错误在于未按方程式系数比 2:3 计算 H₂ 物质的量;正确为 n(H₂) = 0.15 mol,V = 3.36 L。此外,单位不统一(如把体积 mL 直接代入计算)也是常见失分点。 (3) 易错点:把 Ca 误判为第三周期(Ca 位于第四周期);把"同周期金属性递变"与"同主族金属性递变"记反,同周期从左到右金属性减弱,故 Na > Al。 (4) 易错点:把"被氧化"与"被还原"的对象搞反;化合价升高失电子被氧化(Al),化合价降低得电子被还原(H₂O 中的 H 元素)。 综上,答案为:(1) CO₃²⁻ + Ca²⁺ = CaCO₃↓,复分解反应;(2) 0.1、0.3、3.36;(3) Na、Al,减弱,>;(4) Al,H。
8解答题
为探究某品牌含氯消毒片(主要成分为氯的含氧酸盐)的性质,化学兴趣小组查阅资料并设计实验:将该消毒片溶于水得到溶液甲;向甲中加入稀硫酸,产生黄绿色气体,该气体能使湿润的有色布条褪色;另取溶液甲加入 AgNO₃ 溶液和稀硝酸,产生白色沉淀。已知该消毒片中氯元素的化合价为 +1。 回答下列问题: (1)写出该消毒片有效成分的化学式,并指出其属于哪一类物质(从酸、碱、盐、氧化物中选择)。 (2)向甲中加入稀硫酸产生黄绿色气体(Cl₂)的反应为氧化还原反应,已知其中 Cl 元素由 +1 价和 −1 价共同转化为 0 价。请配平该离子方程式:ClO⁻ + Cl⁻ + H⁺ → Cl₂↑ + H₂O,并用双线桥法标出电子转移的方向和数目,指出氧化剂与还原剂。 (3)某同学认为「该消毒片溶液能使有色布条褪色,说明 Cl₂ 具有漂白性」,请评价该说法是否正确,并说明理由。 (4)若该消毒片溶液与稀硫酸反应制得的 Cl₂ 在标准状况下的体积为 1.12 L,则参加反应的 ClO⁻ 的物质的量为多少?(标准状况下气体摩尔体积 Vₘ = 22.4 L/mol)
答案:(1)化学式为 NaClO(次氯酸钠),由金属阳离子 Na⁺ 与酸根阴离子 ClO⁻ 构成,属于盐。 (2)配平:ClO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺ = Cl₂↑ + H₂O。 双线桥法:ClO⁻ 中 Cl 由 +1 价降低到 0 价,得到 1 个电子,作氧化剂;Cl⁻ 中 Cl 由 −1 价升高到 0 价,失去 1 个电子,作还原剂;电子转移数目为 1e⁻(即 ClO⁻ 得 1e⁻,Cl⁻ 失 1e⁻)。 (3)不正确。真正起漂白作用的是 Cl₂ 与水反应生成的 HClO(Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO),HClO 具有强氧化性而使有色物质褪色;干燥的 Cl₂ 本身并无漂白性。 (4)n(Cl₂) = 1.12 L ÷ 22.4 L/mol = 0.05 mol。由离子方程式 ClO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺ = Cl₂↑ + H₂O 可知,n(ClO⁻) : n(Cl₂) = 1 : 1,故 n(ClO⁻) = 0.05 mol。
解析:本题以家庭消毒片的使用与探究为情境,将物质分类、氧化还原反应(电子守恒配平、双线桥、氧化剂还原剂判断)、氯及其化合物性质、物质的量与气体摩尔体积计算融合在一起,体现「结构决定性质、性质决定用途」的思路。 (1)易错:误将 NaClO 写成 ClO⁻ 或 HClO;判断物质类别时混淆「盐」与「氧化物」,判断依据是组成中含金属阳离子与酸根阴离子。 (2)易错:配平时只数原子不看化合价,导致系数错误;正确做法是按化合价升降法,Cl(+1)→Cl(0) 降 1,Cl(−1)→Cl(0) 升 1,升降相等,ClO⁻ 与 Cl⁻ 系数均为 1,再由电荷守恒得 H⁺ 系数为 2,最后由原子守恒得 H₂O 系数为 1。双线桥应从反应物中变价元素指向生成物中同种元素,标注「得到 1e⁻」「失去 1e⁻」,方向与数目必须一一对应。 (3)易错:混淆 Cl₂、HClO、ClO⁻ 的性质,把漂白性错误归于 Cl₂ 本身;干燥氯气不能使干燥有色布条褪色是关键反证。 (4)易错:忘记气体摩尔体积的使用条件(标准状况),或把 n(ClO⁻) 与 n(Cl₂) 的比例看错;本反应中 1 mol ClO⁻ 对应生成 1 mol Cl₂,故结果为 0.05 mol。
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