题目内容
【题目】核电荷数为11～18的元素的原子结构示意图等信息如下，请回答有关问题：
（1）从原子结构角度
①在元素周期表中，以上元素都位于第三周期的原因是_________。
②氩气（化学式为______）的化学性质比较稳定的原因是_________。
（2）写离子符号：①铝离子________，②硫酸根________。
（3）写出氧化镁的化学式并标出元素的化合价：________。
（4）一种氯原子的相对原子质量为37，该氯原子的中子数为________。
【答案】原子的核外电子层数均为3 Ar 原子最外层有8个电子，是一种相对稳定的结构 Al3+ SO42－ 
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【解析】
（1）①在元素周期表中，以上元素都位于第三周期的原因是各原子的核外电子层数相同，均为3；②氩气的化学式为Ar，氩气的化学性质比较稳定的原因是氩原子最外层有8个电子，是一种相对稳定的结构；
（2）①铝离子带三个单位的正电荷，可表示为Al3+；②硫酸根可表示为SO42－；
（3）氧化镁中镁元素化合价为+2价，氧元素化合价为-2价，故氧化镁化学式为MgO；其中镁元素为+2价可表示为；
（4）由图可知，氯原子的质子数=原子序数=17，即所有氯原子的质子数均为17，相对原子质量=质子数+中子数，故该氯原子的中子数=相对原子质量-质子数=37-17=20。
【题目】某化学兴趣小组对氧气的制取进行了进一步探究。
（1）用高锰酸钾制氧气，对比用向上排空气法和排水法收集到的氧气的纯度。
（进行实验）
①用向上排空气法收集氧气：将带火星的木条放在集气瓶口，当_________时证明氧气集满，用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验3次并记录数据。
②用排水法收集氧气：氧气能用排水法收集的原因是____，用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验3次并记录数据。
氧气的收集方法 | 向上排空气法 | 排水法 | ||||
氧气的体积分数/% | 79.7 | 79.6 | 79.9 | 90.0 | 89.8 | 89.3 |
氧气的平均体积分数/% | 79.7 | 89.7 | ||||
（实验分析）不考虑操作失误的因素，用排水法也收集不到纯净的氧气，其主要原因是__________。
（2）用过氧化氢溶液制氧气，探究不同催化剂催化过氧化氢分解的效果。
（查阅资料）
①MnO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S对过氧化氢的分解均具有催化作用。
②海藻酸钠可以作为催化剂的载体支架，形成负载不同催化剂的海藻酸钠微球。
（进行实验）
①制备五种负载不同催化剂（MnO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S）的海藻酸钠微球，每个微球大小相同，且负载催化剂的质量相等。
②取30粒负载某种催化剂的海藻酸钠微球与20mL质量分数为5%的过氧化氢溶液，在锥形瓶中迅速混合发生反应，实验装置如图1，采集200s内压强数据，绘制曲线如图2。
（实验分析）
①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是_________。
②本实验中，通过一段时间内______来反映生成氧气的快慢。
③本实验中，负载MnO2的微球显示了良好的催化效果，60s时竟将橡皮塞弹飞，在图2中对应的曲线是_______（填“a”或“b”）；负载_______的微球催化效果较好，反应温和；负载Fe2O3、Cr2O3的微球催化效果一般；负载_______的微球催化能力最弱。
【题目】（5分）下表是元素周期表的一部分，请你根据下表回答问题：
3 Li 锂 6.941 | 4Be[来铍 9.012 | 5 B 硼 10.81 | 6 C 碳 12.01 | 7 N 氮 14.01 | 8 O 氧 16.00 | 9 F 氟[来 19.00 | 10 Ne 氖 20.18 |
11 Na 钠 22.99 | 12 Mg 镁 24.31 | 13 Al 铝 26.98 | 14 Si 硅 28.09 | 15 P 磷 30.97 | 16 S 硫 32.06 | 17 Cl 氯 35.45 | 18 Ar 氩 29.95 |
（1）根据上表回答问题
①钠的相对原子质量是 。
②上表中，金属元素有 种。
（2）图甲是某元素在元素周期表中的部分信息，图乙是该元素的一种粒子结构示意图。
①该元素的原子的核电荷数为 ，该原子的最外层电子数为 。
②图乙所示粒子的符号为 。
【题目】资料显示，将新制的浓度为5%的过氧化氢溶液加热到80℃时才有较多的氧气产生。而向相同质量的5%的过氧化氢溶液加入二氧化锰，常温下就会立即产生氧气，因此实验室常使用此方法制氧气。
（1）实验室用过氧化氢制氧气的符号表达式为__________________________；
（2）利用图甲作为上述制取氧气的发生装置，注射器相当于___________（填一种仪器名称），它除添加液体试剂外，还具有的作用是__________________。
（3）分别采用两份质量相同且浓度均为5%的过氧化氢溶液制氧气，图乙虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请在图中用实线画出加入二氧化锰制取氧气的曲线（假设两种情况下均完全分解）__________________。
（查阅资料）除二氧化锰外，某些物质可以作为过氧化氢溶液分解的催化剂。
（提出猜想）除二氧化锰外，氧化铜也可以作为过氧化氢溶液分解的催化剂。
（完成实验）按下表进行实验，实验数据记录如下：
实验Ⅰ | 实验Ⅱ | 实验Ⅲ | |
双氧水的质量和浓度 | 5g、5% | 5g、5% | 5g、5% |
加入的固体及质量 | 无 | MnO2 0.1g | CuO 0.1g |
相同时间内产生氧气的体积 | 3mL | 11mL | 9mL |
（4）本实验中，测量氧气体积的装置应选择________；
（数据分析）
（5）实验Ⅲ与实验______可知，氧化铜也可以加快过氧化氢分解的速率；
（6）通过比较___________________，发现二氧化锰比氧化铜的催化效果更好。
（讨论反思）
（7）为了最终确定氧化铜是否可以作为过氧化氢分解制氧气的催化剂，大家认为还需要补充完成两个实验：_____________________；___________________。