解题技能 4 . 元素推断题的思维捷径和解答技巧

章末考能特训 解题技能 4.元素推断题的思维捷径和解答技巧元素推断题主要考查元素周期表中“位、构、性”的关系及学生利用物质结构的性质进行综合推断的能力。该类题目综合性强，难度较大，所占分值较高。学生需要掌握短周期所有元素的结构特点、它们在元素周期表中的位置和性质以及掌握它们形成的化合物的性质，在此基础上综合分析，得到答案。

一、元素推断题的一般思路

二、有关推断必备知识与题型分析 题型一由主族元素在周期表中的位置推断解题指导 1.牢记元素周期表的结构（能区分长短周期、主副族、每周期的元素数目等）是求解的基础，一定要“心中有表”。 2.熟悉主族元素在周期表中的特殊位置 ①族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。 ②族序数等于周期数2倍的元素： C、S。 ③族序数等于周期数3倍的元素：O。 ④周期数是族序数2倍的元素：Li。

⑤周期数是族序数3倍的元素：Na。 ⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si。 ⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。 ⑧除H外，原子半径最小的元素：F。 ⑨最高正价不等于族序数的元素：O、F。

【典例导析1】 短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为10，A与C在周期表中位置上下相邻，B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数，下列有关叙述不正确的是（） A.A与C可形成共价化合物 B.A的氢化物的稳定性大于C的氢化物的稳定性 C.原子半径A<B<C D.B的氧化物的熔点比A的氧化物熔点高

解析A与C在周期表中位置上下相邻，A、C同主族，且A在第二周期，B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数，B为镁，据A、B、C三原子的最外层电子数之和为10，A为碳，C为硅，A与C可形成共价化合物SiC,CH4稳定性大于SiH4稳定性，MgO为离子晶体，A的氧化物为分子晶体，原子半径B>C>A。解析A与C在周期表中位置上下相邻，A、C同主族，且A在第二周期，B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数，B为镁，据A、B、C三原子的最外层电子数之和为10，A为碳，C为硅，A与C可形成共价化合物SiC,CH4稳定性大于SiH4稳定性，MgO为离子晶体，A的氧化物为分子晶体，原子半径B>C>A。答案C

题型二由元素及其化合物的性质推断 解题指导掌握常见元素及其化合物的特性是关键，解决这一关键的关键在于平时的积累。（1）形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C （2）空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N （3）地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O

（4）单质最轻的元素：H;最轻的金属单质：Li （5）单质在常温下呈液态的非金属元素：Br;金属元素：Hg （6）最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al （7）元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能起化合反应的元素：N；能起氧化还原反应的元素：S （8）元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F

【典例导析2】甲、乙、丙为第二、三周期的元素，【典例导析2】甲、乙、丙为第二、三周期的元素，原子序数依次增大，甲和乙同周期，甲和丙同主族,甲、乙原子序数之和与丙的原子序数相等,甲、丙原子的最外层电子数之和与乙原子的电子总数相等。下列说法中，不正确的是（） A.乙是地壳中含量最多的元素 B.丙的氢化物比甲的氢化物热稳定性差 C.乙与丙形成的化合物可制作光导纤维 D.甲、乙两种元素形成的化合物中不一定含有共价键

解析设甲的原子序数为2+x，乙的原子序数为y，则丙的原子序数为2+8+x，据题意有：y=2x 2+x+y=2+8+x， x=4 y=8，答案D 题型三综合利用“位”、“构”、“性”的关系推断解题指导这类题目综合性强，难度较大，但若对元素周期律的实质和元素周期表的结构知识熟练掌握，这一类问题便能顺利求解。甲为碳，乙为氧，丙为硅。解得

【典例分析3】 根据下表中有关短周期元素性质的数据，判断下列说法不正确的是（）

A.③和⑥、④和⑦分别处于同一主族 B.元素④处于第三周期ⅤA族 C.元素①与元素⑥形成的化合物中不可能存在共价键 D.元素⑧对应的氢氧化物可能具有两性解析根据原子半径和主要化合价可以判断出③④⑥⑦元素分别是Li、P、Na、N，进而推断出①②⑤⑧元素分别是O、Mg、Cl、B,选项A和B正确；元素①与元素⑥形成的化合物有Na2O和Na2O2，Na2O2中既存在离子键又存在非极性共价键，选项C错误；选项D，由于元素B在周期表中处于金属和非金属交界线附近，且与Al处于同一族中，它们之间性质有相似之处，因此选项D正确。答案C

1.（2010·甘肃诊断，26）X、Y、Z、W四种元素的原1.（2010·甘肃诊断，26）X、Y、Z、W四种元素的原子序数依次增大，且均为短周期元素。X原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；Y有两种常见的同素异形体，其中一种是很好的脱色剂和消毒剂。Z、W 原子最外层电子数之和是X原子最外层电子数的2 倍，这四种元素的原子电子层数之和为10。请填空： (1)XY属于化合物(填“离子”或“共价”)。（2）若W的单质是有毒气体，则它与强碱稀溶液反应的离子方程式为；由Z和Y可构成具有漂白作用的化合物，其电子式为。

（3）若W的单质为淡黄色固体，且W与X可形成化合物XW2。（3）若W的单质为淡黄色固体，且W与X可形成化合物XW2。 ①XW2是（填“极性”或“非极性”）分子； ②Z的单质在XY2气体中燃烧的现象为。（4）若W元素可形成两种常见的同素异形体，其中一种可用于制造燃烧弹和烟幕弹等，实验室里少量该单质应保存在中。Z的最高价氧化物的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为。

解析由题意知X为碳，Y为氧，据四种元素的原子电子层数之和为10，Z、W在第三周期，若W的单质是有毒气体，则W为氯，Z为钠，Na2O2具有漂白作用；若W的单质为淡黄色固体，则W为硫，Z为镁；若W元素可形成两种常见的同素异形体，其中一种可用于制造燃烧弹和烟幕弹，W为磷，少量的白磷应保存在冰水中，Z为铝。解析由题意知X为碳，Y为氧，据四种元素的原子电子层数之和为10，Z、W在第三周期，若W的单质是有毒气体，则W为氯，Z为钠，Na2O2具有漂白作用；若W的单质为淡黄色固体，则W为硫，Z为镁；若W元素可形成两种常见的同素异形体，其中一种可用于制造燃烧弹和烟幕弹，W为磷，少量的白磷应保存在冰水中，Z为铝。答案（1）共价（2）Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O （3）①非极性 ②剧烈燃烧，生成白色粉末，瓶内壁有黑色固体附着（4）盛有冷水的广口瓶 Al（OH）3+OH- AlO +2H2O

2.有关元素X、Y、Z、D、E的信息如下

请回答下列问题： （1）X的一种氢化物可用于实验室制取X的单质，其反应的化学方程式为。（2）E元素与Y元素可形成EY2和EY3两种化合物，下列说法正确的是（填序号）。 ①保存EY2溶液时，需向溶液中加入少量E单质 ②EY2只能通过置换反应生成，EY3只能通过化合反应生成 ③铜片、碳棒和EY3溶液组成原电池，电子由铜片沿导线流向碳棒 ④向淀粉-碘化钾溶液和苯酚溶液中分别滴加几滴EY3的浓溶液，原无色溶液都变成紫色

（3）用化学符号表示D2Z的水溶液中各粒子的浓度关系，如c（Z2-）= 。（4）将一定量的Y单质通入一定浓度的苛性钾溶液，两者恰好完全反应（已知反应过程放热），生成物中有三种含Y元素的离子，其中两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的变化示意图如图所示。该苛性钾溶液中KOH的质量是，该反应中转移电子的物质的量是。

解析由X、Z的有关信息结合X的一种氢化物可用于实验室制取X的单质知：X是氧，Z是硫，Y所在主族序数与所在周期序数之差为4，只有Cl满足条件，D最高价氧化物对应的水化物能电离出电子数解析由X、Z的有关信息结合X的一种氢化物可用于实验室制取X的单质知：X是氧，Z是硫，Y所在主族序数与所在周期序数之差为4，只有Cl满足条件，D最高价氧化物对应的水化物能电离出电子数相等的阴、阳离子，D为钠，E单质是生活中常见金属，其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏，E为铁。（2）实验室保存FeCl2溶液为了防止被氧化加入铁屑，FeCl2、FeCl3都可以通过复分解反应生成。（3）据电荷守恒和物料守恒可以得出：2c（S2-）+c（HS-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+）,c(S2-)+c（HS-）+c（H2S）= c（Na+）。

（4）Cl2与KOH反应产生Cl-、ClO-、ClO ，设KOH为x mol，据得失电子相等，0.06×1+0.03×5=x-（0.06+0.03）,解得 x=0.3,KOH:0.3×56=16.8 g,转移电子物质的量：0.06+0.03×5=0.21 mol。答案（1）2H2O2 2H2O+O2↑ （2）①③ （3）c（S2-）= ［c（Na+）+ c（H+）-c（HS-）-c（OH-）］或c（S2-） = c（Na+）-c（HS-）-c（H2S）（4）16.8 g 0.21 mol MnO2

实验突破 4.元素性质递变规律的实验探究 探究元素的性质递变规律，主要是比较元素的金属性、非金属性的强弱。其主要理论依据有： 1.元素的金属性与非金属性的对比分析元素的金属性是指元素原子失电子能力的大小，或形成化学键时成为阳离子的倾向大小，或价电子偏离的能力。失电子能力越大或形成阳离子倾向越大，或价电子偏离越远，其元素的金属性越强。相反，元素的非金属性就越强，其原子越易得电子，或成键时形成阴离子的倾向越大，或强烈吸引成键电子。

2.比较元素金属性强弱的依据 (1)同周期从左向右，随着核电荷数的增加，金属性减弱；同主族由上到下，随着核电荷数的增加，金属性增强； (2)依据最高价氧化物对应的水化物碱性强弱：碱性愈强，其元素的金属性也愈强； (3)依据金属活动性顺序表（极少数例外）； (4)常温下与酸反应的剧烈程度； (5)常温下与水反应的剧烈程度； (6) 与盐溶液发生的置换反应；

(7)高温下与金属氧化物间的置换反应； (8)通过原电池的正、负极判定； (9)通过电解池阴极放电顺序判定。 3.比较元素非金属性强弱的依据 (1)同周期从左到右，随核电荷数的增加，非金属性增强；同主族由上到下，随核电荷数的增加，非金属性减弱； (2)依据最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱：酸性愈强，其元素的非金属性也愈强； (3)依据其气态氢化物的稳定性：稳定性愈强，非金属性愈强；

(4)单质跟氢气化合的难易程度、条件及生成的氢化物的稳定性：越易与氢气反应，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，说明其非金属性也就越强；(4)单质跟氢气化合的难易程度、条件及生成的氢化物的稳定性：越易与氢气反应，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，说明其非金属性也就越强； (5)与盐溶液之间的置换反应：非金属单质间的置换反应，非金属甲把非金属乙对应的阴离子从其盐溶液中置换出来，说明甲的非金属性比乙强，如Br2+2KI 2KBr +I2； (6)相互化合后的价态：如S+O2 SO2，说明O的非金属性强于S; (7)其他：如2Cu+S Cu2S,Cu+Cl2 CuCl2，所以Cl的非金属性强于S。点燃点燃 △

特别提醒 实验设计的要求：①安全易做;②原料经济、常见;③现象明显、独特;④方案恰当、合理。【典例导析1】试用实验室提供的下列试剂，设计两个原理不同的简单实验（只要写出实验方案即可），证明镁元素的金属性比铝强。试剂：镁条、铝丝、AlCl3溶液、MgCl2溶液、稀HCl、NaOH溶液。

答案开放实验题着重考查基础知识的掌握程度及思维的条理有序性、语言表达等综合能力。 方案一：用Mg条和Al丝分别与盐酸反应，观察其反应速率的快慢。 方案二：用Mg条和Al丝分别与NaOH溶液反应，观察是否反应，能与碱溶液反应者为两性，金属性比较弱。 方案三：将Mg条和Al丝靠在一起，插入稀HCl中，观察其气泡产生的情况。

【典例导析2】 某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下表：

请你帮助该同学整理并完成实验报告： （1）实验目的：。（2）实验用品：仪器：, 药品：。

（3）实验内容：（填写题给信息表中的序号）（3）实验内容：（填写题给信息表中的序号）

（4）实验结论：。 （5）请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。（6）请你补充两组简单易行的实验方案，证明此周期中另外两种元素的性质递变规律。

解析该题综合性很强，以实验探究的形式考查元素周解析该题综合性很强，以实验探究的形式考查元素周期律的知识，并且以实验方案设计的形式考查学生的思维想象能力和创新能力。解答该题要认真审题，结合元素化合物的性质和元素周期律的知识，系统分析，填出（3）表中内容。再结合实验要求，得出实验目的、实验所需仪器，综合分析，得出实验结论。结合元素周期律的实质，分析（5）。该题中的实验对第三周期的元素进行了实验探究，但没有涉及Si和P两种元素，结合Si、P两元素在第三周期的位置和其性质、设计实验方案，证明其非金属性的递变。可利用其最高价含氧酸的酸性，或利用最高价含氧酸的钠盐的水解程度等方法。

答案（1）验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律 （2）试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等镁带、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢溶液、2 mol/L的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、 AlCl3溶液

（3）实验内容：（填写题给信息表中的序号）（3）实验内容：（填写题给信息表中的序号）

(4)金属性：Na>Mg>Al；非金属性：Cl>S (5)Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、6、7，原子半径随电子数增多而减小，所以核对最外层电子的吸引力依次增强，失电子能力减弱，得电子能力增强。 (6)方案一：测定0.1 mol/L的Na2SiO3、Na3PO4的pH,由此判断两种盐溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸两种最高价含氧酸的酸性强弱顺序，进而得出硅、磷两种元素非金属性强弱的顺序。 方案二：在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液，可发生反应生成硅酸沉淀。

迁移应用 1.下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素强的是 ( ) ①HCl的溶解度比H2S大；②盐酸的酸性比氢硫酸（H2S水溶液）强；③HCl的稳定性比H2S强；④HCl的还原性比H2S强；⑤HClO的酸性比H2SO4强；⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS；⑦Cl2能与H2S反应生成S；⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧；⑨还原性：Cl-＜S2- A.③④⑤⑦⑧⑨ B.③⑥⑦⑧ C.③⑥⑦⑧⑨ D.全部

解析根据判断元素原子得失电子能力强弱的规律可以做出判断：①②两项不能说明元素原子的得失电子能力强弱；③是正确的；④项的顺序反了，应该是H2S的还原性比HCl强；⑤项中HClO不是氯元素的最高价含氧酸；⑥项的非金属单质在相同条件下与变价金属反应，产物中变价金属的价态越高，说明非金属元素原子得电子能力越强；⑦项是作为氧化剂的非金属单质在水溶液中置换出另一种非金属单质；⑧项是利用元素在周期表中的相对位置进行判断的；⑨项是利用逆向思维来进行判断的。解析根据判断元素原子得失电子能力强弱的规律可以做出判断：①②两项不能说明元素原子的得失电子能力强弱；③是正确的；④项的顺序反了，应该是H2S的还原性比HCl强；⑤项中HClO不是氯元素的最高价含氧酸；⑥项的非金属单质在相同条件下与变价金属反应，产物中变价金属的价态越高，说明非金属元素原子得电子能力越强；⑦项是作为氧化剂的非金属单质在水溶液中置换出另一种非金属单质；⑧项是利用元素在周期表中的相对位置进行判断的；⑨项是利用逆向思维来进行判断的。答案 C

2.有X、Y两种元素，原子序数≤20,X的原子半径小于Y，2.有X、Y两种元素，原子序数≤20,X的原子半径小于Y，且X、Y原子的最外层电子数相同（选项中m、n均为正整数）。下列说法不正确的是（） A.若X、Y为非金属元素，则HmX稳定性比HmY稳定性强 B.若X、Y为金属元素，则Y（OH）n碱性比X(OH)n碱性强 C.若X元素形成的单质是X2,但Y元素形成的单质不一定是Y2 D.若Y的最高正价为+m价，则X的最高正价一定为+m价

解析本题主要考查同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系，考查考生灵活运用知识的能力。解析本题主要考查同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系，考查考生灵活运用知识的能力。依题意X、Y原子的最外层电子数相同，可知X、Y位于同一主族，又因为X的原子半径小于Y，可知Y位于X的下面，是什么元素则不能判断。可以采用举例法来回答本题，根据规律“同主族元素从上到下非金属性越来越弱，其气态氢化物的稳定性越来越弱；金属性越来越强，其最高价氧化物的水化物的碱性越来越强”，可以推知A、B都是正确的，如：HF比HCl稳定，KOH碱性大于NaOH；对于C，如O元素的单质是O2，但S元素却能形成S8、S6、S4等同素异形体，所以C正确；对于D，如S元素的最高正价为+6价，而O元素的最高正价不是+6价；Cl元素的最高正价为+7价，但F元素却没有正价，所以D不正确。答案D

3.（1）在下面元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。3.（1）在下面元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。（2）根据NaH的存在，有人提议可把氢元素放在ⅦA族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在周期表中的第族。

（3）已知在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。请分别在周期表中标出元素锂、镁的位置，并根据对角线规则，推测锂及其化合物的性质：（3）已知在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。请分别在周期表中标出元素锂、镁的位置，并根据对角线规则，推测锂及其化合物的性质： ①LiOH是否易溶于水？受热能否分解？若能，写出其分解的化学方程式：。 ②Li2CO3受热是否分解？若能，写出其分解的化学方程式：。（4）钠与铝比较，金属性较强的是（填名称），写出一个验证该结论的化学反应方程式：。

解析（2）在周期表中最高正价和最低负价相等的元素，在第ⅣA族中出现，因为第ⅣA族的元素最外层是4个电子，最高为+4价，最低为-4价。所以可以把H放在第ⅣA族中。（3）Li和Mg元素处于对角线位置，性质相似，所以有关Li的单质和化合物的性质，要结合Mg的单质及其化合物的性质来考虑。Mg与水加热时能发生微弱的反应，生成的Mg（OH）2不溶于水，并且易分解生成MgO和H2O；MgCO3不稳定，受热易分解生成MgO和CO2,Li也具有以上性质。(4)NaOH是强碱，Al（OH）3是两性氢氧化物，可利用二者的反应说明钠的金属性强。解析（2）在周期表中最高正价和最低负价相等的元素，在第ⅣA族中出现，因为第ⅣA族的元素最外层是4个电子，最高为+4价，最低为-4价。所以可以把H放在第ⅣA族中。（3）Li和Mg元素处于对角线位置，性质相似，所以有关Li的单质和化合物的性质，要结合Mg的单质及其化合物的性质来考虑。Mg与水加热时能发生微弱的反应，生成的Mg（OH）2不溶于水，并且易分解生成MgO和H2O；MgCO3不稳定，受热易分解生成MgO和CO2,Li也具有以上性质。(4)NaOH是强碱，Al（OH）3是两性氢氧化物，可利用二者的反应说明钠的金属性强。

答案（1）下表中 (2)ⅣA

(3)锂、镁的位置见（1）小题图 ①不溶于水，受热能分解，2LiOH Li2O+H2O ②受热能分解，Li2CO3 Li2O+CO2↑ (4)钠 NaOH+Al(OH)3 NaAlO2+2H2O

4.元素A~D是元素周期表中短周期的四种元素，请根据表中信息回答下列问题。4.元素A~D是元素周期表中短周期的四种元素，请根据表中信息回答下列问题。

（1）B元素在周期表中的位置是。 （2）写出C单质与水反应的化学方程式：， A与C形成的化合物溶于水后，溶液的pH7(填“大于”、“等于”或“小于”)。（3）A、B两元素非金属性较强的是（写元素符号）Cl。写出能证明这一结论的一个实验事实：。

解析单质A在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，推得A为S元素；B单质为气体，且最高价氧化物对应水化物的酸性最强,因此B元素为Cl元素；C单质在空气中燃烧发出黄色火焰，因此C为Na元素；D原子最外层上电子数等于次外层电子数的2倍，单质为空间网状结构，因此D元素是C。解析单质A在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，推得A为S元素；B单质为气体，且最高价氧化物对应水化物的酸性最强,因此B元素为Cl元素；C单质在空气中燃烧发出黄色火焰，因此C为Na元素；D原子最外层上电子数等于次外层电子数的2倍，单质为空间网状结构，因此D元素是C。（1）B元素为Cl,Cl为17号元素在周期表中第三周期第ⅦA族。（2）单质C为Na,Na和H2O反应生成NaOH和H2。 S和Na形成的化合物为Na2S,由于S2-水解，显碱性，因此pH>7。（3）由于HCl比H2S稳定，高氯酸的酸性大于硫酸的酸性，因此Cl的非金属性强于S的非金属性。

答案（1）第三周期第ⅦA族 （2） 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ 大于 (3)高氯酸的酸性强于硫酸的酸性或氯化氢的稳定性比硫化氢强

易错题重练 1.(2009·山东理综，11)元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，下列说法正确的是（） A.同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性 B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数 C.短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构 D.同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同

解析处于元素周期表金属与非金属分界线附近 的元素，既表现金属性，又表现非金属性，A错误；主族元素的最高正化合价等于它所处的主族序数（O、F除外），也等于其最外层电子数，B 正确；H+的最外层电子数是0，C项错误；同一主族的元素的原子最外层电子数虽相同，但是核电荷数、原子半径不同，化学性质不完全相同，D 错误。答案B

解题技能 4 . 元素推断题的思维捷径 和解答技巧