第1章《原子结构与性质》测试卷（含解析）2022—2023高中化学沪科版（2020）高二下学期选择性必修2
第1章《原子结构与性质》测试卷
一、单选题
1．现有三种元素基态原子的电子排布式：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3。下列有关比较正确的是
A．第一电离能：③＞②＞① B．原子半径：①＞②＞③
C．电负性：③＞②＞① D．最高正化合价：③＞②＞①
2．具有以下结构的原子，一定属于主族元素原子的是
A．最外层有3个电子的原子 B．最外层电子排布式为的原子
C．最外层有1个未成对电子的原子 D．次外层无未成对电子的原子
3．下列状态的钙中，电离最外层一个电子所需能量最大的是
A． B． C． D．
4．X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，可“组合”成一种具有高效催化性能的超分子，其结构如图(注：实线代表共价键，其他Y原子之间的重复单元中的W、X未展开标注)，W、X、Z分别位于不同周期， Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法不正确的是
A．Y位于第二周期第ⅥA族
B．XW4形成的晶体堆积属于分子密堆积
C．X单质不存在能导电的晶体
D．Y与Z可组成阴阳离子数之比为1：2的离子晶体
5．下列有关化学用语表示正确的是
A．次氯酸的电子式：
B．的结构示意图：
C．基态碳原子价层电子轨道表示式为：
D．四氯化碳的空间填充模型：
6．短周期元素X、Y、Q、R、W原子最外层电子数与原子序数的关系如图所示。下列说法错误的是
A．X元素位于元素周期表p区
B．简单氢化物的沸点：X＞Y＞R
C．第一电离能：W＞R＞Q
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞R
7．下列核外电子排布所表示的粒子一定属于短周期元素的是
A． B． C． D．
8．下列有关原子结构的说法正确的是
A．霓虹灯发光与原子核外电子跃迁释放能量有关
B．氖原子与钠离子两粒子的2p能级上的电子离核的距离相同
C．M能层中有3s、3p、3d、3f四个能级，共16个轨道
D．基态镁原子核外电子的轨道表示式为
9．化合物A(MXW3YZ)是一种温和的还原剂，其中W、X、Y、Z、M都是短周期主族元素且原子序数依次增大，A的阴离子的结构如图所示，已知该阴离子中所有原子都达到2电子或8电子稳定结构。下列叙述错误的是
A．第一电离能：Y>Z>X
B．W、Y可形成原子个数比为1∶1、2∶1和3∶1的化合物
C．由X和Z形成的陶瓷是一种新型无机非金属材料
D．化合物MYZ的水溶液显碱性
10．两种元素的基态原子电子排布式分别是：①，②，下列比较中正确的是
A．原子半径：②<① B．非金属性：②<①
C．电负性：①>② D．第一电离能：②>①
11．科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子，具有高效的催化性能，其分子结构示意图如图，W、X、Z分别位于不同周期，Z元素焰色试验为黄色。下列说法正确的是(注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注)
A．简单离子半径：Y>Z
B．简单气态氢化物的热稳定性：X>Y
C．W、Y、Z三种元素组成的化合物中只含有离子键
D．该化合物中W、X、Y都满足8电子稳定结构
12．下列叙述正确的是
A．钠的焰色试验呈现黄色，是电子由激发态转化成基态时吸收能量产生的
B．能级能量：1s<2s<3s<4s
C．在基态多电子原子中，p能级电子能量一定高于s能级电子能量
D．同一原子中，2p、3p、4p能级的能量相同
13．X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是
A．电负性：
B．最高正价：
C．Q与M的化合物中可能含有非极性共价键
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：
14．中学化学很多“规律”都有使用范围，下列根据“规律”推出的结论合理的是
A．F、Cl、Br、I非金属性依次减弱；HF、HCl、HBr、HI的酸性也依次减弱
B．通入CO2可增强漂白粉溶液漂白性；通入SO2也可增强漂白粉溶液漂白性
C．Na在空气中燃烧会生成Na2O2；Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
D．Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解；Fe(OH)3受热也易分解
15．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y原子的最外层只有2个电子，Z单质可制成半导体材料，W与X属于同一主族。下列叙述正确的是
A．元素X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
B．元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱
C．化合物YX、ZX2、WX3中化学键的类型相同
D．原子半径的大小顺序：rZ＞rY＞rW＞rX
二、填空题
16．联合国大会将 2019年定为“化学元素周期表国际年”，高度体现了元素周期表的重要性。下表显示了元素周期表中短周期的一部分，①～⑦代表七种短周期元素。
(1)七种元素中化学性质最不活泼的是_______(填元素符号)，形成化合物数目最多的元素是_______(填元素符号)。
(2)元素②的最低价阴离子的离子结构示意图是_______。
(3)②、⑤两种元素的最简单氢化物中稳定性较强的是_______(填化学式)。
(4)⑤、⑥两种元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性较弱的是_______(填化学式)。
(5)元素③的最高价氧化物对应水化物与元素④的单质反应的离子方程式为_______。
(6)用电子式表示元素③和元素⑥形成化合物的过程_______。
17．依据原子结构知识回答下列问题。
(1)下列有关说法错误的是_______。
A．简单离子的还原性：P3->O2->F-
B．在元素周期表第二周期中元素原子的第一电离能介于硼和氮之间的元素有两种
C．焰色试验与电子跃迁有关
D．基态铝原子占据的最高能级的电子云轮廓图的形状为球形
(2)基态V原子中具有_______种不同能量的电子，具有_______种不同空间运动状态的电子，具有_______种不同运动状态的电子。
(3)基态Cu原子的简化电子排布式为_______，基态Se原子的价电子轨道表示式为_______，基态Mn2+的价电子排布式为_______。
(4)Li2O是离子晶体，其形成过程中的能量变化如图(a)所示。
可知，Li原子的第一电离能为_______kJ·mol-1，O=O键键能为_______kJ·mol-1。
三、计算题
18．某金属元素X原子的核外电子数等于核内中子数，取该元素的单质0.6 g与足量的氧气充分反应，可得到1.0 g氧化物XO。试通过计算推导出该元素在元素周期表中的位置。
19．短周期主族元素R的族序数是其周期序数的2倍，R在其最高价氧化物中的质量分数为400/0。已知R原子核内的质子数与中子数相等。试通过计算:
(1)确定R是什么元素_______；
(2)确定R元素在周期表中的位置_______。
四、实验题
20．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验。(夹持仪器已略去，气密性已检验)
实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ．当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ．当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。
Ⅳ．……
(1)A中产生黄绿色气体，该反应的离子方程式是(补全并配平)：_______
＋_______＋_______=_______＋_______＋_______
(2)本实验中氯气的氧化性强于碘的实验现象是_______。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_______。
(4)浸有NaOH溶液棉花可以吸收可能逸出的，相关反应的离子方程式为_______。
(5)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是_______。
(6)过程Ⅲ实验的目的是_______。
(7)结合元素周期律解释氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减小的原因：氯、溴、碘同主族，_______。
21．镓是一种低熔点、高沸点的稀有金属，有“电子工业脊梁”的美誉，被广泛应用到光电子工业和微波通信工业。回答下列问题：
(1)镓的原子结构示意图为，镓元素在元素周期表中的位置是_______。
(2)的熔点为1238℃，且熔融状态不导电，据此判断，该化合物是_______(填“共价化合物”或“离子化合物”)。
(3)已知与同周期，与N同主族。
①用原子结构理论推测，中元素的化合价为_______；
②下列事实不能用元素周期律解释的是_______(填标序号)；
a.原子半径： b.热稳定性：
c.碱性： d.酸性：
(4)是一种直接能隙(directbandgap)的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。一种镍催化法生产的工艺如图。
①“热转化”时转化为的化学方程式是_______。
②某学校化学兴趣小组在实验室利用如图装置模拟制备氮化镓：
仪器X中的试剂是_______；加热前需先通入一段时间的，原因是_______；装置G的作用是_______。
试卷第2页，共7页
参考答案：
1．A
【分析】由三种元素基态原子的电子排布式可知，①为S元素，②为P元素，③为元素，然后根据元素的性质及原子结构分析解答。
【详解】A．同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐而减小，同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，但当元素处于第VA时，其原子核外电子处于半充满的稳定状态，第一电离能大于同一周期相邻元素，则第一电离能：③(N)＞②(P)＞①(S)，A正确；
B．同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大；同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，则原子半径：②(P)＞①(S)＞③(N)，B错误；
C．一般来说，同周期元素从左到右，电负性逐渐变大，同主族元素从上到下，电负性逐渐变小，则电负性：③(N)＞②(P)，①(S)＞②(P)，C错误；
D．N、P是同一主族元素，原子核外最外层电子数相同，因此它们的最高正化合价相同，都为+5价，D错误
故合理选项是A。
2．A
【详解】A．最外层有3个电子的原子，一定是ns2np1的结构，则该元素不可能是第一周期元素、是第ⅢA、属于p区元素，一定是主族元素的原子，A项正确；
B．最外层电子排布为ns2的原子不一定属于主族元素，如钛等元素最外层有2个电子，符合ns2的电子排布，但属于副族元素、属于过渡元素，B项错误；
C．最外层有1个未成对电子的原子不一定属于主族元素，如Cr、Cu等元素最外层有一个电子，属于副族元素， C项错误；
D．次外层无未成对电子的原子，不一定是主族元素的原子，如Ne等稀有气体、Cu、Zn等过渡元素，D项错误；
答案选A。
3．A
【详解】能量越高越不稳定，越易失电子；原子的第一电离能、第二电离能、第三电离能……依次增大。钙第二电离能>第一电离能，基态比激发态稳定，失电子需要的能量更大，A、B属于基态、C、D属于激发态，所以电离最外层一个电子所需能量最大的是A项。
4．C
【分析】X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素， W、X、Z分别位于不同周期，由化合物的结构可知，X能形成4个共价键，则X为C元素； Y能形成2个共价键，则Y为O元素；Z是同周期中金属性最强的元素，则Z为Na元素；W只形成了1个共价键，则W为H元素；
【详解】A． Y即氧元素，位于第二周期第VIA 族，故A正确；
B． XW4形成的甲烷晶体属于分子晶体，分子晶体不含氢键都采取分子密堆积，即甲烷中分子周围紧邻的微粒数为12个，故B正确；
C． X即碳元素的单质中，石墨是能导电的混合型晶体，故C错误；
D． Y与Z可组成氧化钠、过氧化钠，晶体内阴阳离子数之比均为1:2的离子晶体，故D正确；
答案选C。
5．A
【详解】A．次氯酸属于共价化合物，电子式： ，A正确；
B．的结构示意图为：，B错误；
C．基态碳原子价层电子轨道表示式为：，C错误；
D．碳原子半径小于氯原子半径，因此该模型不能表示四氯化碳的空间填充模型，D错误；
答案选A。
6．C
【分析】题干中五种元素都是短周期元素，Y和W最外层都是7个电子，Y原子序数较小，则Y为F，W为Cl，X和R最外层都是6电子，X原子序数较小，X为O，R为S，Q最外层有5个电子，原子序数小于S大于F，Q为P。
【详解】A．X为O，位于元素周期表的p区，A正确；
B．H2O和HF中含有氢键，因此沸点高于H2S，一个水分子可以形成两个氢键，一个HF分子只能形成一个氢键，故H2O的沸点高于HF，B正确；
C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，但是P的3p轨道处于半充满状态，较为稳定，因此P的第一电离能大于S，因此第一电离能：W>Q>R，C错误；
D．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，Cl的非金属性强于S，则最高价氧化物对应水化物的酸性W>R，D正确；
故答案选C。
7．C
【详解】A．根据结构示意图可知，若其为原子，则该元素为Ar，为短周期元素；若为阳离子，则该元素为第四周期元素；若为阴离子，则该元素为第三周期元素，故该粒子不一定是短周期元素，A错误；
B．根据结构示意图可知，此微粒为原子，且有四个电子层，故为第四周期元素，B错误；
C．根据结构示意图可知，此微粒可能为原子，则为第二周期元素；可能为阳离子，则该元素为第三周期元素；可能为阴离子，则该元素为第二周期元素，故此微粒一定是短周期元素，C正确；
D．根据结构示意图可知，此微粒一定为原子，且为第四周期元素，故不是短周期，D错误；
故答案选C。
8．A
【详解】A．电子获得能量，跃迁至外层能量更高的原子轨道，不稳定，会重新跃迁回原有原子轨道，以光能形式释放多余能量，霓虹灯发光原理即为此原理，A正确；
B．钠离子核电荷数更多，对电子吸引能力更强，所以钠离子2p能级上的电子离核更近，B错误；
C．M能层只有3s、3p、3d能级，共9个轨道，C错误；
D．基态镁原子核外电子的轨道表示式为 ，3s能级电子排布不符和泡利原理，D错误；
综上，本题选A。
9．A
【分析】化合物中W、X、Y、Z、M都是短周期主族元素且原子序数依次增大，由A的阴离子的结构可知，W、X、Y、Z形成的共价键数目分别为1、4、4、3，结合阴离子中所有原子都达到2电子或8电子稳定结构可知，W、X、Y、Z分别为H元素、B元素、C元素、N元素，由化合价代数和为0可知，M离子为+1价阳离子，则M为Na元素。
【详解】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能由大到小的顺序为N＞C＞B，故A错误；
B．氢元素和碳元素形成的乙炔、烯烃或环烷烃、乙烷分子中原子个数比为1∶1、2∶1和3∶1，故B正确；
C．硼元素和氮元素形成的氮化硼陶瓷是一种性能优良的新型无机非金属材料，故C正确；
D．NaCN是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，故D正确；
故选A。
10．A
【分析】两种元素的基态原子电子排布式分别是：①，②，则分别为N、O元素；
【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；原子半径：②<①，故A正确；
B．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强；非金属性：②>①，故B错误；
C．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；电负性：①<②，故C错误；
D．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故N、O的第一电离能大小：N>O；故D错误；
故选A。
11．A
【分析】Z元素焰色试验为黄色，推断Z是Na元素；短周期元素W、X、Z分别位于不同周期，原子序数依次递增，结合W形成单键，推断W是H元素；结合X形成四个单键，推断X是C元素；Y的原子序数介于C和Na之间，又连接两个单键，推断Y是O元素。故W、X、Y、Z元素为H、C、O、Na。
【详解】A．O2-和Na+具有相同电子层数，Na+的核电荷数较大，半径较小，简单离子半径：O2->Na+，A正确；
B．X和Y简单气态氢化物分别是CH4和H2O，O的非金属性强于C，热稳定性：CH4
D．该化合物中C、O都满足8电子稳定结构，H是2电子结构，D错误；
故选A。
12．B
【详解】A．钠的焰色试验是电子由激发态转化成基态时释放能量产生的，选项A错误；
B．能级能量1s＜2s＜3s＜4s，选项B正确；
C．在基态多电子原子中，同能层的p能级电子的能量一定比s能级电子能量高，但能层不同则不一定存在这种关系，选项C错误；
D．同一原子中，2p、3p、4p能级的能量2p＜3p＜4p， 选项D错误；
答案选B。
13．B
【分析】Y的s能级电子数量是p能级的两倍，Y为C，X的轨道全充满，原子序数X
B．N最高正价为+5价，O无最高正价，最高正价N大于O，B错误；
C．Na和O形成的过氧化钠中含有非极性共价键，C正确；
D．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性N大于C，硝酸酸性强于碳酸，D正确；
故选B。
14．D
【详解】A．F、Cl、Br、I非金属性依次减弱，H-X键键能逐渐减小，则HF、HCl、HBr、HI在溶液中电离程度逐渐增大，酸性依次增强，故A错误；
B．二氧化硫和漂白粉发生氧化还原反应，漂白粉失去漂白性，故B错误；
C．Li在空气中燃烧只生成Li2O，不能生成Li2O2，故C错误；
D．金属对应的弱碱不稳定，可分解生成氧化物和水，故D正确；
故选：D。
15．A
【分析】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，X有2个电子层，最外层电子数为6，故X为O元素，W与X属于同一主族，故W为S元素，Y原子的最外层只有2个电子，原子序数大于O元素，故Y处于第三周期，故Y为Mg元素，Z单质可制成半导体材料，Z为Si元素，据此分析解答。
【详解】A．非金属性越强，简单气态氢化物的热稳定性越强，非金属性O＞S，因此元素O的简单气态氢化物的热稳定性比S的强，A正确；
B．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，非金属性S＞Si，所以元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强，B错误；
C．MgO是离子晶体，离子之间以离子键结合；SiO2是原子晶体，原子间以共价键结合；SO3是分子晶体，分子间以分子间作用力结合。在分子内原子间以共价键结合。所以这三种化合物的化学键不同，C错误；
D．Mg、Si、S都是第三周期的元素，原子序数越大，原子的半径就越小。而O是第二周期的元素对于不同周期的元素来说，原子核外电子层数越多，原子半径就越大。所以原子半径Mg＞Si＞S＞O，D错误；
答案选A。
16．(1) Ar C
(2)
(3)H2O
(4)H2SO4
(5)2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
(6)
【分析】根据①～⑦七种短周期元素在元素周期表中的相对位置可知分别是C、O、Na、Al、S、Cl、Ar，据此解答。
【详解】（1）七种元素中化学性质最不活泼的是稀有气体元素氩，元素符号为Ar，有机物是种类最多的化合物，因此形成化合物数目最多的元素是碳，元素符号为C。
（2）元素氧的最低价阴离子的离子结构示意图是 。
（3）同主族从上到下非金属性逐渐增强，氢化物稳定性逐渐增强，O、S两种元素的最简单氢化物中稳定性较强的是H2O。
（4）同周期自左向右非金属性逐渐增强，最高价含氧酸的酸性逐渐增强，所以S、Cl两种元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性较弱的是H2SO4。
（5）元素③和元素⑥形成化合物是离子化合物氯化钠，用电子式表示其形成过程为 ；
（6）元素③的最高价氧化物对应水化物氢氧化钠与元素④的单质铝反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑。
17．(1)BD
(2) 7 13 23
(3) [Ar]3d104s1 3d5
(4) 520 498
【详解】（1）A．元素的非金属性越强，其简单离子的还原性越弱，非金属性：F＞O＞P，则简单离子的还原性：P3-＞O2-＞F-，故A正确；
B．在元素周期表第二周期中元素原子的第一电离能介于硼和氮之间的元素有Be、C、O元素，三种元素，故B错误；
C．形成烟花的过程中金属原子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，电子发生跃迁，故C正确；
D．基态铝原子占据的最高能级为p能级，p能级的电子电子云形状为哑铃形，故D错误；
故答案为：BD；
（2）基态V原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，该原子中具有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种不同能量的电子，s能级的电子有1种空间运动状态，p能级上的电子有3种不同空间运动状态，d能级上的电子有5种不同空间运动状态，所以具有1+1+3+1+3+3+1=13种不同空间运动状态的电子，每一个电子具有一种移动状态，所以具有23种不同运动状态的电子，故答案为：7；13；23；
（3）基态Cu原子核外有29个电子，根据构造原理书写其简化基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Se原子的价电子为4s、4p能级上的电子，其价电子轨道表示式为，基态Mn2+的价电子为3d能级上的5个电子，其价电子排布式为3d5，故答案为：[Ar]3d104s1；；3d5；
（4）Li原子的第一电离能为Li(g)原子失去1个电子形成Li+(g)所需要的能量，故Li的第一电离能为：=520kJ/mol；O=O键键能是指断裂1molO=O键生成O(g)原子所需能量，故O=O键的键能为：2×249kJ/mol=498kJ/mol，故答案为：520；498。
18．第三周期ⅡA族
【详解】设X的相对原子质量为Ar，则由题意知：
，解得Ar＝24
由该元素的原子核外电子数等于核内中子数可知，该元素原子的质子数与中子数相等，所以X的原子序数为12，该元素是Mg，位于周期表的第三周期ⅡA族。
19．(1)硫
(2)第3周期ⅥA族
【分析】周期主族元素R的族序数是其周期序数的2倍，即最外层电子数为电子层数的2倍，可能为He、C、S等元素，He为稀有气体，难以形成氧化物，C的最高价氧化为CO2，C的质量分数为，不符合，如为S，对应的最高价氧化物为SO3，S的质量分数为,综上所以R是硫元素；
【详解】（1）根据分析可知，R是硫元素，答：R是硫元素；
（2）确定R元素在周期表中的位置：第三周期第ⅥA族，答：R元素在周期表中的位置第三周期第ⅥA族。
20．(1) 2 10 16H+ 2 5Cl2 8H2O
(2)装置A内上方湿润的淀粉KI试纸变蓝色
(3)
(4)
(5)打开活塞b，将C中的少量液体滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后观察四氯化碳层溶液显紫红色
(6)确认C中的黄色溶液无氯气，排除氯气对溴置换碘实验的干扰
(7)从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱
【分析】装置A中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气可以置换出KI中的碘生成碘单质，碘单质遇淀粉显蓝色，从而验证氯和碘的氧化性强弱，装置B、C中氯气与NaBr反应生成Br2，验证氯和溴的氧化性强弱，打开活塞b，将C中的少量液体滴入D中，发生溴单质置换碘单质的反应，验证溴与碘的氧化性强弱。
【详解】（1）A中产生黄绿色气体，该气体为氯气，即浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，根据化合价升降守恒、电荷守恒、原子守恒可得反应的离子方程式为，故答案为：2；10；16H+；2；5Cl2；8H2O；
（2）装置A内上方湿润的淀粉KI试纸变蓝，说明氯气置换出了碘单质，碘单质遇淀粉显蓝色，从而可说明氯气的氧化性强于碘，故答案为：装置A内上方湿润的淀粉KI试纸变蓝色；
（3）B中氯气与NaBr溶液反应生成单质溴和氯化钠，反应的离子方程式，故答案为：；
（4）浸有NaOH溶液棉花可以吸收可能逸出的Cl2，NaOH与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为，故答案为：；
（5）打开活塞b，将C中的少量液体滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后观察四氯化碳层溶液显紫红色，说明溴将碘离子氧化成碘单质，从而说明溴的氧化性强于碘，故答案为：打开活塞b，将C中的少量液体滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后观察四氯化碳层溶液显紫红色；
（6）过程Ⅲ实验的目的是确认C中的黄色溶液无氯气，排除氯气对溴置换碘实验的干扰，故答案为：确认C中的黄色溶液无氯气，排除氯气对溴置换碘实验的干扰；
（7）氯、溴、碘同主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，因此氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减小，故答案为：从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。
21．(1)第四周期第ⅢA族
(2)共价化合物
(3) -3 d
(4) 浓氨水(或浓溶液) 排尽装置中的空气，避免空气与镓反应，使产物不纯 吸收过量的氨气，防止污染环境
【解析】(1)
镓的原子结构示意图为，含有四个电子层，所以镓在第四周期，第三周期含有18个电子全充满，最外层有三个电子，所以镓在第ⅢA族，故答案为：第四周期第ⅢA族；
(2)
离子化合物在熔融状态下均导电，的熔点为1238℃，且熔融状态不导电，可知为共价化合物，故答案为：共价化合物；
(3)
①位于第四周期第VA族，位于第四周期第ⅢA族，同周期主族元素从左向右电负性递增，得电子能力递增，所以中元素显负价，最外层有三个电子，最外层有五个电子，所以中元素的化合价为：-3，故答案为：-3；
②a．位于第四周期第VA族，位于第四周期第ⅢA族，同周期主族元素从左向右原子半径递减，所以原子半径：；
b．同主族元素非金属性从上到下递减，简单气态氢化物稳定性递减，与N同主族，所以热稳定性：；
c．同主族元素金属性从上到下递增，最高价氧化物对应水化物碱性增强，和同主族，所以碱性：；
d．利用元素周期律可以解释不同元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，同种元素不同价态的含氧酸酸性不可以解释；
故答案为：d；
(4)
①热转化”时和发生反应生成和，化学方程式为：，故答案为：；
②装置A用锌与稀硫酸反应制备氢气，将该体系内空气排尽，防止氧气与反应，使产物不纯，干扰实验；装置C利用氧化钙的吸水性，吸收浓氨水中的水分，同时放出热量，促使一水合氨分解产生氨气，干燥后的氨气与反应制备；F装置作为防倒吸装置，G为尾气处理装置，稀硫酸吸收过量的氨气，防止空气污染，答案为：浓氨水(或浓溶液)；排尽装置中的空气，避免空气与镓反应，使产物不纯；吸收过量的氨气，防止污染环境
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