第一章 原子结构与性质 测试题 （答案） 2022-2023高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一章《原子结构与性质》测试题
一、单选题（共12题）
1．X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素，X和Z同主族，Y、Z、W、R同周期，W的简单氢化物可用作制冷剂。它们组成的某种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是
A．简单氢化物沸点：Z > Y > X
B．简单离子半径：
C．R单质在空气中点燃主要生成
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性
2．下列有关说法错误的是
A．将铁粉和铝粉混合在一起不属于合金
B．H、D、T互为同位素
C．向FeCl3溶液加入足量的铜，剩余固体一定含铜可能含铁
D．向FeCl3溶液中滴加淀粉碘化钾溶液可以看到溶液变蓝色
3．前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子层数、能级数目和轨道数目均相等，Z可与X形成、两种无色化合物，Y、W均满足最高能级的轨道处于半满状态，但Y的内层轨道全充满，W的成单电子数在前四周期元素中是最多的。下列说法正确的是
A．第一电离能：
B．、均为只含有极性键的极性分子
C．由X、Y、Z三种元素组成的物质一定为共价化合物
D．W元素属于元素周期表ds区的金属元素
4．下列物质中，互为同分异构体的是
A．红磷和白磷 B．和
C．和 D．和
5．R、W、X、Y、Z五种主族元素在周期表中的相对位置如图所示，下列说法正确的是
A．第一电离能：W>Y
B．原子半径：YC．最高正化合价：X=Z
D．气态氢化物的稳定性：X6．为五种短周期元素。是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15；X与Z可形成分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为，W的质子数是四种元素质子数之和的一半。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．均为直线形的共价化合物
C．由元素Y与M形成的氢化物一定是三角锥形分子
D．由四种元素形成的化合物可能有离子键，又有共价键
7．NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A．2gD2O中含有的中子数为NA
B．15℃，101kPa时，11.2L氯气中含有的原子数小于NA
C．22.4LCO2和SO2的混合气体中含有氧原子的数目为2NA
D．1molNa与足量氧气反应生成Na2O和Na2O2的混合物，转移电子数目为NA
8．我国嫦娥五号探测器带回月球土壤，经分析土壤中含有的短周期元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大，原子半径依次减小，最外层电子数之和为16. X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，下列结论正确的是
A．最高正化合价大小顺序为X＞Y＞Z＞W B．光导纤维成分可以是Z单质
C．X可能位于周期表第二周期IIA族 D．化合物YW3中的化学键为离子键
9．今年是门捷列夫发现周期表150年。短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如下所示，其中Q为硅元素。S、T、Q、W四种元素相比较，原子半径最大的是
S R
A T Q W
A．S B．N C．Al D．Si
10．下列说法中正确的是
A．含离子键，在熔融状态下能导电
B．轨道上的电子一定比轨道能量高
C．价电子越多的金属元素的金属性越强
D．第四周期元素的基态原子中，未成对电子数最多的是
11．下列说法正确的是
A．s区全部是金属元素
B．共价化合物中，电负性大的成键元素表现正价
C．第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据
D．电负性大于1.8的一定为非金属，小于1.8的一定为金属
12．下列各组表述中,一定属于同族元素原子的是
A．2p能级有一个未成对电子的基态原子和3p能级有一个未成对电子的基态原子
B．2p能级上成对电子数等于未成对电子的基态原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子
C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s2的原子
D．最外层电子数是核外电子总数1/5的原子和单质氧化性最强的原子
二、非选择题（共10题）
13．有两种常见气态单质Am和Bn，已知2.4g Am和2.1g Bn所含的原子个数相等，而分子数之比为2：3。又知A和B的原子核内质子数都等于中子数，且A原子L层电子数是K层电子数的3倍，试推断：
（1）A、B的元素符号分别为___、___。
（2）Am中的m值为___。
（3）在一种由A元素和B元素组成的化合物X中，A原子的核电荷数之和与B原子的核电荷数之和的比为12：7，则X的化学式为___。
（4）据报道，科学家已成功合成了少量相对分子质量为56的Bn的同素异形体Y，Y的化学式为__。
14．锶(Sr)是人体必需的一种微量元素，具有放射性的可用于医疗领域中的核素治疗，从而近距离精准杀伤病变细胞。
(1)的质子数为___________，中子数为___________。
(2)与二者互为___________。
(3)Sr与Mg的化学性质相似，由此猜想二者在原子结构上的相似之处是___________，其单质的化学性质是___________(写一种)。
15．比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低(填“>”“<”或“=”)。
(1)1s___3s
(2)3s___3d
(3)3d___3p
(4)3p___3s
(5)4f___6f
(6)3d___4s
(7)4f___3p
16．一定质量的某金属X和足量的稀H2SO4反应共有0.3mol电子发生转移，生成6.02×1022个 Xn+ ，这些阳离子共有1.3×6.02×1023个质子、1.4×6.02×1023个中子。
(1)求Z、n和A的值。(写过程)
(2)写出该金属与NaOH溶液反应的化学方程式。
17．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑧种元素，请按要求填写下列空白：
主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 ① ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
(1)在元素①②⑤⑥⑦⑧对应的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的化合物的电子式是：_____；
(2)写出元素②的最简单氢化物的结构式________；
(3)④⑤⑥⑦四种元素的简单离子半径从大到小排序________________(用离子符号表示)；
(4)写出元素⑥的最高价氧化物与元素⑤的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式_________；
(5)写出元素③的常见氢化物和它的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式_____________；
(6)用电子式表示⑤与⑦组成化合物的形成过程_________________________________。
18．用表示原子：
(1)中性原子的中子数N=___________。
(2)共有x个电子，则该阳离子的中子数N=___________。
(3)共有x个电子，则该阴离子的中子数N=___________。
19．某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸.已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。
(1)甲同学设计实验的依据是__；写出选用物质的名称：A___，B__，C__；C中的现象为__。
(2)乙同学的实验原理是__，写出B处的离子方程式：___。
(3)根据甲乙同学的实验，最终得到的结论为：__。
20．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如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.……
请完成下列问题：
(1)A中反应的化学方程式是_______。
(2)验证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)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是______________。
(5)过程Ⅲ实验的目的是_______。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，_______，得电子能力逐渐减弱。
21．实验探究：为探究元素的非金属性的相对强弱，设计如下实验。 根据要求完成下列各小题
(1)实验步骤：连接仪器、___________、加药品后，打开 a、然后滴入浓硫酸，加热。
(2)问题探究：(已知酸性强弱：亚硫酸＞碳酸)
①铜与浓硫酸反应的化学方程式是 ___________ ；
②依据试管 D 中所发生的反应，___________(填“能”或“不能”)证明硫元素的非金属性强于碳元素的非金属性，分析其原因是___________。
22．短周期元素A、B、C、D，A元素原子的最外层电子排布式为ms1，B元素原子的价电子排布式为ns2np2，C元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，D元素原子的M电子层的p轨道中有3个未成对电子。
(1)若A为非金属元素，则A与C形成的化合物跟A与D形成的化合物相比，稳定性为_______>_______。
(2)n=2时B的最高价氧化物对应的水化物与n=3时B的最高价氧化物对应的水化物相比，二者酸性_______>________，验证该结论的实验是_______________________________________。
(3)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1，B元素原子的价电子排布式为3s23p2，A、B、C、D四种元素的电负性由大到小的顺序是______________________(用元素符号表示)。
参考答案：
1．A
X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素，X和Z同主族，Y、Z、W、R同周期，W的简单氢化物可用作制冷剂，则W为N，根据某种化合物的结构如图所示，得到Z有两个共价键，X有6个共价键，则Z为O，X为S，Y有一个共价键，则Y为F，R形成+1价阳离子，则R为Li。
A．H2O常温下为液体，H2O和HF分子间均存在氢键，熔沸点高于H2S，故简单氢化物沸点：H2O>HF>H2S，A正确；
B．根据层多径大，同电子层结构的离子核多径小，则简单离子半径：，B错误；
C．R单质在空气中点燃只生成，C错误；
D．(SO2)能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，是二氧化硫和氢氧化钠溶液反应而褪色，不能体现二氧化硫的漂白性，是二氧化硫酸性氧化物性质，D错误。
故选A。
2．C
A．根据合金的定义，铁和铝均匀的熔合在一起才形成合金，将铁粉和铝粉混合在一起不属于合金，A正确；
B．H、D、T是质子数均为1，中子数分别为0、1、2的三种原子，它们是H元素的三种同位素，B正确；
C．2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2，向FeCl3溶液加入足量的铜，剩余固体一定为铜，不可能含铁，C错误；
D．2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2，I2遇淀粉变蓝，因此向FeCl3溶液中滴加淀粉碘化钾溶液可以看到溶液变蓝色，D正确。
答案选C。
3．A
由基态X原子的电子层数、能级数目和轨道数目均相等，推出X为H元素；Z可与X形成X2Z2、X2Z两种无色化合物，则Z为O元素，Y内层轨道全充满且最高级轨道半充满，且原子序数HA．同一周期从左到右第一电离能总趋势逐渐增大（但Ⅰ1(ⅡA)> Ⅰ1(ⅢA), Ⅰ1(ⅤA)> Ⅰ1(ⅥA)），同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，故Ⅰ1满足N>O>H>Cr，即Y>Z>X>W，A正确；
B．X2Z2为H2O2，含有非极性键，B错误；
C．由X、Y、Z三种元素组成的物质可以是硝酸铵，为离子化合物，C错误；
D．W元素为Cr，其价层电子排布式为3d54s1，属于d区元素(ds区元素d轨道全充满)，D错误；
答案选A。
4．D
A．红磷和白磷是同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，故A错误；
B．氧气和臭氧是氧元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故B错误；
C．和的结构相似，分子组成上相差一个CH2原子团，互为同系物，故C错误；
D．和的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故D正确；
故选D。
5．D
A、同周期自左向右元素的第一电离能总体呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能反常，故无法确定W、X的第一电离能的大小关系，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能，因此无法确定W、Y的第一电离能的大小关系，故A错误;
B、X、Y位于同一主族，Y电子层数多，原子半径大，则原子半径，故B错误;
C、X、Z不位于同一主族，最高正化合价不相等，故C错误;
D、同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性，故D正确;
答案选D。
6．D
题给的条件可知，X、Y、Z、M、W这五种短周期元素的排列，不是按原子序数依次递增排列的，其中只有X、Y、Z三种元素是原子序数依次递增的同周期元素，由X、Y、Z的最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ2分子，X为+4价，Z为-2价，可推出X、Y、Z分别为C、N、O三种元素；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g L-1，该气态化合物的摩尔质量为22.4L/mol×0.76g L-1=17g/mol，则M为H元素；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半，推出W的质子数为×（6+7+8+1）=11，所以W为Na元素，以此解答该题。
由上述分析可知，X为C、Y为N、Z为O、M为H、W为Na。
A．同周期自左向右原子半径减小，同主族自上到下原子半径增大，故原子半径Na＞C＞N＞O＞H，即W＞X＞Y＞Z＞M，故A错误；
B．均为直线形的共价化合物，H2O2不是直线形的共价化合物，故B错误；
C．氨气是三角锥形分子，但N2H4不是，故C错误；
D．由C、N、O、H四种元素形成的化合物可能有离子键，又有共价键，例如碳酸铵等，故D正确；
故选D。
7．C
A．D2O的摩尔质量为20g/mol，2gD2O为0.1mol，1个D2O含有10个中子，0.1molD2O含有的中子数为NA，故A正确；
B．15℃、101kPa时，气体摩尔体积大于22.4L/mol，故11.2L氯气的物质的量小于0.5mol，则原子数小于NA个，故B正确；
C．未说明温度和压强，不知道气体摩尔体积的数值，无法计算气体的物质的量，故C错误；
D．钠与氧气反应，无论生成氧化钠还是过氧化钠，钠都是由0价升高为+1价，所以1molNa与足量氧气反应生成Na2O和Na2O2的混合物，转移电子数目为NA，故D正确。
答案选C。
8．C
由短周期元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大，原子半径依次减小，最外层电子数之和为16，X、Y、Z为同周期相邻元素且均不与W同族，故X、Y、Z、W依次为Mg、Al、Si、Cl。
A．Mg、Al、Si、Cl的最高正化合价分别是+2、+3、+4、+7，故最高正化合价大小顺序为Cl＞Si＞Al＞Mg，即W＞Z＞Y＞X，A错误；
B．光导纤维成分是SiO2不是硅单质，B错误；
C．X为Mg，位于周期表第二周期ⅡA族，C正确；
D．化合物YW3是AlCl3，化学键为共价键，D错误；
答案选C。
9．C
由图可知，Q为Si元素，S为C元素，T为Al元素，W为S元素，半径大小的比较方法为：电子层数越多的原子半径越大，电子层数相同的原子，原子序数越小，半径越大，所以Al的半径最大，C正确；
故选C。
10．A
A．是离子化合物，含离子键，在熔融状态下能电离出钙离子和氟离子，所以熔融状态下能导电，故A正确；
B．不同原子中，轨道上的电子不一定比轨道能量高，故B错误；
C．价电子多的元素金属的金属性不一定强，如钠的价电子数为1、镁的价电子数为2，钠的金属性大于镁，故C错误；
D．第四周期元素的基态原子中，未成对电子数最多的是Cr，有6个未成对电子，故D错误；
选A。
11．C
A．s区中除H元素外都是金属元素，故A错误；
B．电负性大的成键元素吸引电子能力强，所以共价化合物中，电负性大的成键元素表现为负价，故B错误；
C．第一电离能是气态基态电中性原子失去一个电子形成气态基态正离子时所需吸收的最低能量，金属性是金属原子失去电子的能力，所以第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据，故C正确；
D．电负性大于1.8的元素不一定是非金属元素，如Au，故D错误；
故选：C。
12．D
A．2p能级有一个未成对电子的基态原子可能为B原子或F原子，3p能级有一个未成对电子的基态原子可能为Al原子或Cl原子，B和Cl不是同主族元素，A错误；
B．2p能级上成对电子数等于未成对电子的基态原子为O原子，最外层电子排布式为4s24p5的原子为Br原子，二者不是同主族元素，B错误；
C．M层全充满而N层为4s2的原子是Zn原子，核外电子排布式为1s22s22p63s2的原子为Mg原子，二者不是同主族元素，C错误；
D．最外层电子数是核外电子总数1/5的原子是Br，单质氧化性最强的原子是F，二者为同主族元素，D正确；
答案选D。
13． O N 3 N2O3 N4
（1）A原子L层电子数是K层电子数的3倍，则A的原子结构示意图为，A是氧元素，其符号为O；A原子核内质等于中子数，则A的相对原子质量可视为16，B原子核内质子数等于中子数，设B原子核内质子数为x，则B的相对原子质量可视为2x，与所含的原子个数相等，则=，解得，B是氮元素，其符号为N；故答案：O；N。
（2）与所含的分子数之比为2：3，则=，解得，，与都是常见的气态单质，则是，是；故答案：3；
（3）X中氧原子的核电荷数之和与氮原子的核电荷数之和的比为12：7，设化合物X为，则，，X的化学式为，故答案：；
（4）Y的相对分子质量为56，则Y分子里的N原子数==4，Y的化学式为，故答案：4。
14．(1) 38 51
(2)同位素
(3) 最外层电子数相同 能与氧气反应
【解析】(1)
的质子数为38，质量数为89，故中子数为89-38=51。
(2)
与的质子数相同，中子数不同，故互为同位素。
(3)
Sr与Mg的化学性质相似，故结构相似，最外层电子数相同，其单质的化学性质相似，如都能与氧气反应。
15． < < > > < > >
相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns(1)不同电子层上形状相同的原子轨道能量的高低顺序：1s<2s<3s<4s…，故2s<3s；答案为：<；
(2) 相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns(3) 相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns3p，答案为：>；
(4) 相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns3s，答案为：>；
(5)不同电子层上形状相同的原子轨道能量的高低顺序：1s<2s<3s<4s…，故4f<6f，答案为：<；
(6) 不同层不同能级，原子轨道能量的高低顺序：1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<…，故3d>4s, 答案为：>；
(7)不同层不同能级，原子轨道能量的高低顺序：ns<(n-2)f<(n-1)d3p，答案为：>；
16．(1)Z、n、A的值分别为13、3、27
(2)
（1）离子的物质的量为0.1mol，质子的物质的量为1.3mol，中子的物质的量为1.4mol，所以每个离子中的质子数为1.3/0.1=13，每个离子中的中子数为1.4/0.1=14，所以质子数Z为13，质量数A为13+14=27，离子的电荷数为0.3/0.1=3，所以n为3；
（2）该金属为铝，铝和氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠和氢气，。
17． r(S2-)＞r(O2－)＞r(Na+)＞r(Al3+ ) Al2O3+2OH-=2+ H2O NH3+HNO3=NH4NO3
由元素在周期表中的位置，可推断出：①为Li②为C③为N④为O⑤为Na⑥为Al⑦为S⑧为Cl，再根据元素的性质及元素周期表中元素性质变化的规律进行解答。
(1) Na的金属性最强，所以NaOH的碱性最强，由钠离子和氢氧根离子构成，电子式为：，答案为：；
(2) 元素②是C，C的最简单氢化物是CH4，甲烷的结构式为，答案为：；
(3) ④⑤⑥⑦四种元素是：O、Na、Al、S，它们的离子为：O2-、Na+、Al3+、S2-，离子电子层数越多半径越大，电子层数相同的离子核电荷数越大半径越小，所以这四种离子半径由大到小的顺序为：r(S2-)> r(O2)-> r(Na+)> r(Al3+ )，故答案为：r(S2-)＞r(O2－)＞r(Na+)＞r(Al3+ )；
(4) 元素⑥的最高价氧化物为Al2O3，元素⑤的最高价氧化物的水化物为NaOH，二者反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al2O3+2OH-==2AlO2-+ H2O，答案为：Al2O3+2OH-==2AlO2-+ H2O；
(5) 元素③的常见氢化物为NH3，它的最高价氧化物的水化物为HNO3，二者反应生成NH4NO3，方程式为：NH3+HNO3=NH4NO3，答案为：NH3+HNO3=NH4NO3；
(6) Na失去电子，S得到电子，以离子键结合，则形成过程可表示为：，故答案为：。
18． A-Z A-x-n A-x+n
(1)在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，又因为中子数＋质子数=质量数，据此可知中性原子的中子数N=A-Z；
(2)中性原子的核外电子数=质子数，所以如果AXn+共有x个电子，则质子数=X＋n，因此该阳离子的中子数N=A-x-n；
(3)同(2)分析可知，如果AXn-共有x个电子，则质子数=X-n，因此该阴离子的中子数N=A-x+n。
19． 强酸制弱酸 硝酸 碳酸钙 硅酸钠溶液 有白色胶状物质生成 活泼的非金属单质置换较不活泼的非金属单质 Cl2+2I-=2Cl-+I2 同周期从左至右，元素非金属性逐渐增强；同主族从上至下，元素非金属性逐渐减弱
(1)根据信息知道：甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系如图1装置来一次性完成N、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较，
(3)氮比碳的非金属性强，碳比硅的非金属性强，所以同周期从左至右，元素非金属性逐渐增强；同主族从上至下，元素非金属性逐渐减弱．
(1)根据题干信息：甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成同主族元素非金属性强弱比较的实验研究，硫酸的酸性强于碳酸，碳酸酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物酸性越强，则原子的非金属性越强，依据强酸制弱酸来设计反应，所以A为硝酸，B为碳酸钙，C为硅酸钠溶液，故答案为：强酸制弱酸；硝酸；碳酸钙；硅酸钠溶液；
(2)根据题干信息：乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律，所以乙同学的实验原理是活泼的非金属单质置换较不活泼的非金属单质，高锰酸钾和浓盐酸反应会产生氯气，氯气具有氧化性，能将溴离子，碘离子氧化为对应的单质，即A处：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，B：Cl2+2I-=2Cl-+I2，故答案为：活泼的非金属单质置换较不活泼的非金属单质；Cl2+2I-=2Cl-+I2；
(3)氮比碳的非金属性强，碳比硅的非金属性强，所以同周期从左至右，元素非金属性逐渐增强；同主族从上至下，元素非金属性逐渐减弱，故答案为：同周期从左至右，元素非金属性逐渐增强；同主族从上至下，元素非金属性逐渐减弱。
20．(1)2KMnO4+16HCl(浓)=5Cl2↑+2KCl+2MnCl2+8H2O
(2)淀粉-KI试纸变蓝
(3)Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2
(4)打开活塞b，将少量C中溶液中滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CC14层溶液变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱
装置A利用高锰酸钾和浓盐酸制备Cl2，Cl2和淀粉－KI试纸中的KI作用，置换出I2，使得试纸变蓝。在装置B和C中，Cl2和NaBr发生置换反应，生成Br2。将活塞b打开，Br2与KI发生置换反应，得到I2。I2被CCl4萃取，下层呈现紫红色。
(1)
A中反应为高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气、氯化钾、氯化锰、水，化学方程式是2KMnO4+16HCl(浓)=5Cl2↑+2KCl+2MnCl2+8H2O；
(2)
验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是淀粉-KI试纸变蓝，氯气和碘化钾生成碘单质，氯气在反应中做氧化剂，碘为氧化产物，说明氯气的氧化性强于碘；
(3)
B中溶液发生反应为氯气和溴离子生成溴和氯离子，离子方程式是Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2；
(4)
装置C中生成溴单质，打开活塞b，将C中溶液滴入D中，振荡，发生反应：Br2＋2KI=I2＋2KBr，静置后D中溶液分层，下层为碘的CCl4溶液，显紫红色，可以说明溴的氧化性强于碘；
(5)
氯气水溶液为黄色、溴水为棕红色，过程Ⅲ的B中溶液由黄色变为棕红色，说明仍有Br2生成，由于B与C中溶液相同，故C中通入Cl2不足，NaBr过量，故C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰；
(6)
氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱，是因为从Cl到I，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，得电子能力逐渐减弱。
21． 检查装置气密性 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 不能 D中反应证明H2SO3酸性强于H2CO3，但H2SO3不是S的最高价氧化物的水化物，不能说明S的非金属性强于C
探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱，则设计发生碳酸与硅酸钠反应可比较非金属性，由实验装置可知，打开分液漏斗，在圆底烧瓶中Cu与浓硫酸反应生成二氧化硫，在D中二氧化硫与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，装置E中足量酸性KMnO4溶液可除去二氧化硫，在F中发生CO2+SiO+H2O=H2SiO3↓+CO，为强酸制取弱酸的反应，则酸性为碳酸＞硅酸，可知非金属性C＞Si，以此解答该题。
(1)反应生成气体，则连接好仪器，在加入药品之前需要检验装置的气密性，防止气密性不好导致气体泄漏，故答案为：检查装置的气密性；
(2)①铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；
②依据最高价含氧酸的酸性强弱判断非金属性强弱，二氧化硫溶于水生成的是亚硫酸，不是最高价含氧酸，所以不能判断非金属性强弱，故答案为：不能；D中反应证明H2SO3酸性强于H2CO3，但H2SO3不是S的最高价氧化物的水化物，不能说明S的非金属性强于C。
22． H2O PH3 H2CO3 H2SiO3 向硅酸钠溶液中通入CO2气体得到白色沉淀 O>P>Si>Li
根据题意知，短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外层电子排布式为ms1，A元素位于第ⅠA族，则A可能是H、Li或Na元素；B元素的原子价电子排布式为ns2np2，B元素位于第ⅣA族；C元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，则C为O元素；D元素原子的M电子层的P轨道中有3个电子，电子排布式应为1s22s22p63s23p3，则D为P元素，据此答题。
（1）A是非金属元素时应是H，与C、D分别形成化合物H2O、PH3，因为非金属性：O>S>P，故稳定性：H2O>PH3，故答案为H2O；PH3。
（2）B元素原子的价电子排布式为ns2np2，当n=2、3时B分别是C、Si，C的非金属性强于Si，故H2CO3的酸性强于H2SiO3，可以通过向硅酸钠水溶液中通入CO2气体得到白色沉淀加以证明，故答案为H2CO3；H2SiO3；向硅酸钠溶液中通入CO2气体得到白色沉淀。
（3）A元素原子的最外层电子排布式为2s1，应是锂元素；B元素原子的价电子排布式为3s23p2，应是硅元素。根据电负性的变化规律，可知电负性由大到小的顺序为O>P>Si>Li，故答案为O>P>Si>Li