题目内容

在构成宇宙万物的一百多种元素中,金属约占了80%,它们在现代工业和新材料、新技术研究中具有至关重要的意义.现有a、b、c、d四种金属元素,a是人体内含量最多的金属元素,b是地壳中含量最多的金属元素,c是海水中含量最多的金属元素,d是人类冶炼最多的金属元素.
(1)元素a在元素周期表中的位置为
 
;a原子的核外能量不同的电子有
 
种.
(2)下列可以证明b、c金属性强弱的是
 
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A.最高价氧化物对应水化物的溶解性:b<c
B.单质与水反应的剧烈程度:b<c
C.相同条件下,氯化物水溶液的pH值:b<c
D.c可以从b的氯化物水溶液中置换出b
(3)人类冶炼d的时候一般得到的是d的合金,潮湿环境中其表面会产生一层水膜,从而发生腐蚀.下列关于该腐蚀的说法正确的是
 
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A.腐蚀过程中,一定会有气体放出         
B.腐蚀过程中,d被氧化
C.在酸性条件下,负极的电极反应式为:2H++2e→H2
D.与电源的负极相连,可以防止发生这种腐蚀
(4)d单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体,且每生成1mol该易燃气体放出37.68kJ热量,请写出此反应的热化学方程式:
 
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考点:金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律,金属的电化学腐蚀与防护
专题:元素周期律与元素周期表专题,电化学专题
分析:a、b、c、d四种金属元素,a是人体内含量最多的金属元素,则为Ca;b是地壳中含量最多的金属元素,b为Al;c是海水中含量最多的金属元素,c为Na;d是人类冶炼最多的金属元素,为Fe,
(1)根据Ca的电子层数和最外层电子数判断在周期表中的位置;根据电子排布判断电子的能量;
(2)A、金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,则金属性越强;
B、金属元素的单质与水或酸反应越剧烈,则金属性越强;
C、盐的水解程度越大,则对应的碱的碱性越弱;
D、活泼金属能将不活泼金属从其盐中置换出来;
(3)A.Fe发生吸氧腐蚀时,没有气体放出;
B.Fe的腐蚀过程中,Fe失电子被氧化;
C.在酸性条件下,负极为Fe失电子生成亚铁离子;
D.与电源的负极相连,作阴极被保护;
(4)Fe与水蒸气在高温下生成氢气和四氧化三铁,反应方程式为3Fe(s)+4H2O(g)→Fe3O4(s)+4H2(g),根据生成1mol氢气放出的热量求反应热,再写出热化学方程式.
解答: 解:a、b、c、d四种金属元素,a是人体内含量最多的金属元素,则为Ca;b是地壳中含量最多的金属元素,b为Al;c是海水中含量最多的金属元素,c为Na;d是人类冶炼最多的金属元素,为Fe,
(1)a为Ca,原子序数为20,原子结构中有4个电子层、最外层电子数为2,则位于元素周期表中第四周期ⅡA族,a原子的核外能量不同的电子有1s、2s、2p、3s、3p、4s共6种;
故答案为:第四周期第ⅡA族;6;
(2)A、金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,则失电子能力越强,金属性越强,与最高价氧化物对应水化物的溶解性无关,故A错误;
B、金属元素的单质与水或酸反应置换出氢气越容易,则失电子能力越强,单质与水反应的剧烈程度:b<c,则金属性:b<c,故B正确;
C、盐溶液的PH越小,盐的水解程度越大,则对应的碱的碱性越弱,其金属元素的金属性越弱,相同条件下,氯化物水溶液的pH值:b<c,则金属性b<c,故C正确;
D、活泼金属能将不活泼金属从其盐中置换出来,但是,Na与水能反应,Na不与溶液中的金属离子反应,所以c不可以从b的氯化物水溶液中置换出b,故D错误.
故答案为:BC;
(3)A.Fe发生吸氧腐蚀时,没有气体放出,铁发生析氢腐蚀是有氢气生成,故A错误;
B.Fe的腐蚀过程中,形成原电池,Fe作负极失电子被氧化,故B正确;
C.在酸性条件下,负极为Fe失电子生成亚铁离子,则负极电极反应式为:Fe-2e-→Fe2+,故C错误;
D.与电源的负极相连,作阴极被保护,则Fe作阴极被保护,故D正确;
故答案为:BD;
(4)根据d单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体,且每生成1mol该易燃气体放出37.68kJ热量,写反应的热化学方程式时注意标出物质的聚集状态,故热化学方程式为:3Fe(s)+4H2O(g)→Fe3O4(s)+4H2(g)△H=-150.72kJ/mol
故答案为:3Fe(s)+4H2O(g)→Fe3O4(s)+4H2(g)△H=-150.72kJ/mol.
点评:本题考查元素周期表的结构及应用、金属的电化学腐蚀与防护、热化学方程式的书写,题目涉及的知识点较多,题目综合性较强,注意把握金属的判断及原子结构与元素位置的关系为解答的关键,注重基础知识的综合应用考查,题目难度中等.
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