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專項突破二 元素推斷題的知識貯備和解題方法
1.X、Y、Z、M、R為五種短周期元素,其原子半徑和最外層電子數(shù)之間的關(guān)系如圖所示,其中R元素是短周期中除稀有氣體之外原子半徑最大的元素。下列說法正確的是( )
A.M元素在周期表中的位置是第二周期ⅥA族
B.元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:Z
W>Y
B.ZY2和XY2構(gòu)成不同類型的晶體
C.H2WO3的酸性比H2ZO3酸性強,因為W的得電子能力比Z強
D.X可與Q形成X2Q6化合物
答案 C X元素的原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍,X為C元素;根據(jù)元素在周期表中的位置可知,Z為Si元素;Y為O元素;W為S元素;Q為Cl元素。同周期元素自左而右,其原子半徑逐漸減小,同主族元素自上而下,其原子半徑逐漸增大,原子半徑:Z>W>Y,故A正確;二氧化硅為原子晶體,二氧化碳為分子晶體,晶體類型不同,故B正確;H2SO3不是硫元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物,不能說明S的得電子能力比Si強,故C不正確;乙烷分子中的6個氫原子被氯原子取代可以得到六氯乙烷,故D正確。
3.短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相對位置如表所示,這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為20。則下列說法不正確的是( )
X
Y
W
Z
A.最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性:XY,故A錯誤;Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物硫酸為強酸,故B正確;a、c具有漂白性,分別為H2O2或SO2,b為H2S,a、b和c兩兩之間均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故C正確;Y與Z形成的化合物硫化鈉是強堿弱酸鹽,溶于水能發(fā)生水解,可促進水的電離,故D正確。
5.W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素,它們的最外層電子數(shù)之和為22,W與Y同主族,W2-具有與氖原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是( )
A.簡單離子半徑:Y>X>W
B.單質(zhì)的氧化性:W>Y>Z
C.化合物YW2只具有氧化性
D.化合物Y2Z2中只含共價鍵
答案 D 由題給信息知W為氧元素,W與Y同主族,則Y為硫元素,Z為氯元素,結(jié)合四種元素原子最外層電子數(shù)之和為22,可知X為Al元素。A項,簡單離子半徑:Y(S2-)>W(O2-)>X(Al3+),故錯誤;B項,單質(zhì)氧化性:O2>Cl2>S,故錯誤;C項,化合物YW2(SO2)具有氧化性和還原性,故錯誤。
6.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,且只有一種元素為金屬元素。其中X、Z同主族,X、Y、Z的原子最外層電子數(shù)之和為15。則下列說法錯誤的是( )
A.Y、Z、W一定同周期
B.簡單氫化物穩(wěn)定性:X>Z
C.X、Y組成的化合物具有兩性
D.離子半徑大小:Z>W>Y>X
答案 D 據(jù)題意可知,X、Y、Z、W分別為O、Al、S、Cl四種元素,則離子半徑:S2->Cl->O2->Al3+(即Z>W>X>Y)。
7.某短周期元素X,其原子的電子層數(shù)為n,最外層電子數(shù)為2n+1。下列有關(guān)元素X的說法中錯誤的是 ( )
A.元素X不可能是金屬元素
B.元素X的氣態(tài)氫化物不一定是電解質(zhì)
C.元素X可以形成化學(xué)式為KXO3的含氧酸鉀鹽
D.常溫下,元素X形成的單質(zhì)一定能與水發(fā)生反應(yīng)
答案 D 利用討論法確定X元素:當(dāng)n=1時,2n+1=3,不符合客觀事實;當(dāng)n=2時,2n+1=5,X為氮元素;當(dāng)n=3時,2n+1=7,X為氯元素。若X為氮元素,常溫下,N2與水不反應(yīng),故D項錯誤。
8.下表中給出了X、Y、Z、W四種短周期主族元素的部分信息,請根據(jù)這些信息判斷下列說法中正確的是( )
元素
X
Y
Z
W
原子半徑(nm)
0.102
0.16
0.074
0.071
最高正價或最低負價
+6
+2
-2
-1
A.HW是熱穩(wěn)定性最強的氫化物
B.Z與H元素形成的化合物中只有極性鍵
C.原子序數(shù):X>Y>Z>W
D.純凈的X單質(zhì)與純凈的Z單質(zhì)反應(yīng)生成XZ3
答案 A 根據(jù)題表中信息,短周期元素中最高正價是+6價的只有硫元素,所以X是S;Y的最高正價是+2價,且原子半徑比S大,Y是Mg;Z的最低負價是-2價,則Z是O;W的最低負價是-1價,原子半徑比O小,只能是F。HF是熱穩(wěn)定性最強的氫化物,A正確;H2O2中存在非極性鍵,B錯誤;原子序數(shù):X>Y>W>Z,C錯誤;硫與氧氣反應(yīng)生成SO2,不能直接生成SO3,D錯誤。
9.如圖為元素周期表中短周期的一部分。E原子的電子層數(shù)為n,最外層電子數(shù)為2n+1。下列敘述中不正確的是( )
A
B
C
D
E
A.A與B形成的陰離子可能有AB32-、A2B42-
B.C的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性和還原性均比E的強
C.AD2分子中每個原子的最外層均為8電子結(jié)構(gòu)
D.A、D、E的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性依次增強
答案 B 由元素在周期表中的位置可知,A、B、C位于第二周期,D、E位于第三周期,E原子的電子層數(shù)為n,則n=3,其最外層電子數(shù)為2n+1,故E原子最外層電子數(shù)為7,則E為Cl,從而可推知A為C、B為O、C為F、D為S。C與O形成的陰離子可能有CO32-、C2O42-,故A正確;非金屬性F>Cl,故熱穩(wěn)定性HF>HCl,還原性HFZ
B.金屬活動性:XW
D.Y元素的氧化物不溶于X元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的水溶液
答案 A 根據(jù)題意,設(shè)W、Z的原子的最外層電子數(shù)為x,則Y的最外層電子數(shù)為x-1,2x+x-1=11,x=4,可知W為C元素,Z為Si元素,Y為Al元素,X原子最外層電子數(shù)等于最內(nèi)層電子數(shù)的一半,由原子序數(shù)關(guān)系可知X為Na元素。原子半徑:Y>Z,故A正確;同周期元素從左到右金屬性逐漸減弱,則金屬性:X>Y,故B錯誤;非金屬性:C>Si,元素的非金屬性越強,對應(yīng)的簡單氫化物越穩(wěn)定,簡單氫化物的熱穩(wěn)定性:ZY>X>W
B.若X的單質(zhì)為常見的非金屬導(dǎo)體,則Y的簡單離子能破壞水的電離平衡
C.元素的非金屬性:Y>Z
D.若Y、Z的核電荷數(shù)之和為X的4倍,則X、Z的氣態(tài)氫化物的沸點:XZ>X>W,A錯誤;若X的單質(zhì)為常見的非金屬導(dǎo)體,則X是C元素,Y是Al元素,鋁離子能破壞水的電離平衡,B正確;元素的非金屬性:YrY>rZ>rW>rQ
B.元素X與元素Z的最高正化合價的代數(shù)和等于8
C.Y2-和Z3+的核外電子數(shù)和電子層數(shù)都不相同
D.元素W的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性比Q的強
答案 B 由短周期元素X、Y、Z、W、Q在周期表中的相對位置可知,X為N元素,Y為O元素,Z為Al元素,W為S元素,Q為Cl元素。原子半徑:rZ>rW>rQ>rX>rY,故A選項錯誤;X為N元素,最高正價為+5價,Z為Al元素,最高正價為+3價,則元素X與元素Z的最高正化合價的代數(shù)和等于8,故B項正確;Y2-和Z3+的核外電子數(shù)都為10,核外都有2個電子層,電子層數(shù)相同,故C錯誤;同周期元素從左到右非金屬性逐漸增強,其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性逐漸增強,故酸性:HClO4>H2SO4,故D錯誤。
14.X、Y、Z、R、W是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素。Y和R同主族,可組成共價化合物RY2,Y和Z最外層電子數(shù)之和與W的最外層電子數(shù)相同,25 ℃時,0.1 molL-1 X和W形成的化合物的水溶液的pH=1。下列說法一定正確的是( )
A.Z與Y、Z與W形成的化合物中的化學(xué)鍵完全相同
B.Y的簡單氫化物的沸點高于R的簡單氫化物的沸點,是因為非金屬性Y>R
C.簡單離子的半徑:Z>R>W>Y
D.Y、Z、W三種元素組成的化合物的水溶液可能顯堿性
答案 D 25 ℃時,0.1 molL-1 X和W形成的化合物水溶液的pH=1,說明該化合物為一元強酸,可知X為氫元素;Y和R同主族,二者能形成共價化合物RY2,說明Y為氧元素,R為硫元素;Y和Z的最外層電子數(shù)之和與W的最外層電子數(shù)相同,可知Z為鈉元素,W為氯元素。A項,Z與Y形成的化合物有Na2O、Na2O2,Z與W形成的化合物為NaCl,NaCl中只含離子鍵,而Na2O2中既含離子鍵又含共價鍵,錯誤;B項,沸點H2O>H2S,是因為H2O分子間存在氫鍵,錯誤;C項,簡單離子的半徑:S2-(R)>Cl-(W)>O2-(Y)>Na+(Z),錯誤;D項,NaClO屬于強堿弱酸鹽,其水溶液顯堿性,正確。
15.X、Y、Z、R是四種短周期元素,原子序數(shù)依次增大;Z的原子半徑是同周期元素中最大的;X、Y的單質(zhì)均是空氣的主要成分;R是地殼中含量最高的金屬元素。請按要求回答下列問題:
(1)Y在周期表中的位置為 ;比Y周期數(shù)大2的Y的同主族元素Q的原子序數(shù)為 。
(2)工業(yè)上用惰性電極電解法制備單質(zhì)R,陰極電極反應(yīng)式為 ;取久置于空氣中的片狀單質(zhì)R于盛有M溶液(M是Z的最高價氧化物的水化物)的試管中,片刻后才觀察到單質(zhì)R表面有氣泡生成,寫出該過程中涉及反應(yīng)的離子方程式: 、 。
(3)在強堿性條件下單質(zhì)R可將飲用水中的NO3-轉(zhuǎn)變?yōu)镹2,寫出該反應(yīng)的離子方程式: ;但還需除去水中產(chǎn)生的含R的化合物,所需試劑的化學(xué)式為 (填寫一種即可)。
答案 (1)第二周期ⅥA族 34
(2)Al3++3e-Al Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O 2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑
(3)10Al+4OH-+6NO3-3N2↑+10AlO2-+2H2O CO2(答案合理即可)
解析 X、Y、Z、R是四種短周期元素,原子序數(shù)依次增大,R是地殼中含量最高的金屬元素,則R是Al;Z的原子半徑是同周期中最大的,則Z是Na;X、Y的單質(zhì)是空氣的主要成分,則分別為N、O。(1)Y為氧元素,在周期表中位于第二周期ⅥA族。比氧元素周期數(shù)大2的元素為硒元素,其原子序數(shù)為34。(2)工業(yè)上采用電解氧化鋁的方法制備鋁,因此陰極為鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)的過程;將在空氣中久置的鋁片放入氫氧化鈉溶液中,首先是鋁片表面的氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水,然后是鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,由此可寫出對應(yīng)的離子方程式。(3)依題意,鋁在強堿性環(huán)境中和硝酸根離子反應(yīng)生成偏鋁酸根離子和氮氣,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒可寫出對應(yīng)的離子方程式。
16.下表為元素周期表的一部分,請參照元素①~⑨在表中的位置,用化學(xué)用語回答下列問題:
族
周期
ⅠA
0
1
①
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
(1)畫出元素⑦的原子結(jié)構(gòu)示意圖 。
(2)元素②③⑦的最高價含氧酸的酸性由強到弱的順序是 (填化學(xué)式)。
(3)元素①④⑤⑨中的某些元素可形成既含離子鍵又含共價鍵的化合物,寫出其中一種化合物的化學(xué)式: 。
(4)寫出元素③的氣態(tài)氫化物與其最高價含氧酸反應(yīng)的化學(xué)方程式: ;寫出元素②的單質(zhì)與元素⑧最高價含氧酸濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(5)由表中元素形成的常見物質(zhì)X、Y、Z、M、N可發(fā)生以下反應(yīng):
X溶液與Y溶液反應(yīng)的離子方程式為 。
答案 (1)
(2)HNO3>H2CO3>H2SiO3
(3)NaOH(或NaClO或NaClO2或NaClO3或NaClO4等)
(4)HNO3+NH3 NH4NO3
C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O
(5)Al3++3NH3H2O Al(OH)3↓+3NH4+
解析 由元素在周期表中的位置可知,①是H,②是C,③是N,④是O,⑤是Na,⑥是Al,⑦是Si,⑧是S,⑨是Cl。
(1)元素⑦的原子序數(shù)是14,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。(2)元素非金屬性越強,其最高價含氧酸的酸性越強,非金屬性:N>C>Si,則元素②③⑦的最高價含氧酸的酸性由強到弱的順序是HNO3>H2CO3>H2SiO3。(3)元素①④⑤⑨中的某些元素可形成既含離子鍵又含共價鍵的化合物,例如NaOH或NaClO或NaClO2或NaClO3或NaClO4等。(4)元素③的氣態(tài)氫化物氨氣與其最高價含氧酸硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為HNO3+NH3 NH4NO3;元素②的單質(zhì)與元素⑧最高價含氧酸濃溶液濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O。(5)由表中元素形成的常見物質(zhì)X、Y、Z、M、N可發(fā)生如題圖所示轉(zhuǎn)化反應(yīng),其中M是僅含非金屬的鹽,所以一定是銨鹽;Z分解得到N,N可以轉(zhuǎn)化為鋁,可知N是氧化鋁,電解熔融狀態(tài)的氧化鋁可得到金屬鋁,氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁,則Z為氫氧化鋁,所以X溶液與Y溶液反應(yīng)的離子方程式為Al3++3NH3H2O Al(OH)3↓+3NH4+。
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