二、元素推断
元素推断的解题思路
（1）已知元素原子或离子的核外电子排布
先由电子层数和最外层电子数确定元素在周期表中的位置（周期和族），再由元素周期律推断其单质及化合物的性质。
（2）已知元素单质或化合物的性质（特性）
由元素单质及化合物的特性可确定元素的名称，根据其原子结构可确定其在周期表中的位置。
（3）已知元素在周期表中的位置
1．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如图。
已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强。
下列说法不正确的是（ ）
A．对应的简单离子的半径：
X＜W
B．对应的简单气态氢化物的稳定性：
Y＜Z
C．元素X、Z和W能形成多种化合物
D．Y的最高价氧化物对应的水化物具有强酸性
答案 D
解析 根据题目所给信息可推出W为O，X为Na，Y为Si，Z为Cl。
核外电子数相同的简单离子，原子序数越大，半径越小，可知对应的简单离子的半径：
Na＋＜O2－，A项正确；元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，故HCl的稳定性强于SiH4，B项正确；Na、Cl、O三种元素可以形成NaClO、NaClO3、NaClO4等多种化合物，C项正确；H2SiO3具有弱酸性，D项错误。
2．短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。
下列判断不正确的是（ ）
A．最简单气态氢化物的热稳定性：
R＞Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
Q＜W
C．原子半径：
T＞Q＞R
D．单质T与NaOH溶液不反应
答案 D
解析 短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al，根据T在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的Al，据此可以判断出其他元素如表所示：
R（N）
T（Al）
Q（Si）
W（S）
氮元素的非金属性比硅元素的强，所以NH3比SiH4稳定，A正确；硫元素的非金属性比硅元素的强，所以H2SO4比H2SiO3的酸性强，B正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：
Al＞Si＞P，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：
P＞N，即Al＞Si＞P＞N，C正确；Al既能与酸反应，又能与NaOH溶液反应，D错误。
同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：
具体表现为：
（1）结构与位置的关系
结构
位置
（2）结构与性质的关系
结构
性质
（3）位置、结构和性质的关系
1．元素周期表对工农业生产具有一定的指导作用，下列说法不正确的是（ ）
A．用于制农药的元素通常位于周期表的右上角
B．半导体材料在金属元素与非金属元素的分界线附近
C．在过渡元素中可以找到新型催化剂
D．在第ⅠA族元素中寻找新型耐高温、耐腐蚀材料
答案 D
2．（2019·唐山高一月考）已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是（ ）
A．单质有氧化性
B．最高正价一定为＋7价
C．是非金属元素
D．同周期元素中原子半径最小
答案 B
解析 某原子的最外层有7个电子，说明位于第ⅦA族，第ⅦA族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故A说法正确；F没有正价，故B说法错误；第ⅦA族为非金属元素，故C说法正确；同周期从左向右原子半径逐渐减小（稀有气体除外），因此卤族元素的原子半径是同周期中最小的，故D说法正确。
3．如图所示是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是（ ）
A．元素的简单离子半径大小：
④＞⑤＞②
B．气态氢化物的稳定性：
⑤＞②
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：
⑥＞⑤
D．元素的最高正化合价：
③＝⑥
答案 C
解析 元素①～⑥分别为N、O、F、Al、S、Cl。
离子半径：
S2－＞O2－＞Al3＋，A项错误；非金属性越强则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性也越强，故稳定性：
H2O＞H2S，酸性：
HClO4＞H2SO4，B项错误，C项正确；F无正价，D项错误。
4．表中元素①～⑧均为短周期元素：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半径/nm
0.074
0.160
0.152
0.110
0.099
0.186
0.075
0.143
最外层电子数
6
2
3
常见化合价
＋1
－3、
＋5
－3、
＋5
焰色反应
黄色
单质的颜色
黄绿色
结合表中的有关信息，下列说法正确的是（ ）
A．元素⑥、②、⑧的金属性逐渐增强
B．元素的非金属性：
⑤<④
C．元素③、⑥都是碱金属元素
D．元素⑧的单质是半导体
答案 C
解析 由④、⑦的常见化合价及原子半径可以推出④为P，⑦为N；①比⑦的半径略小，且最外层有6个电子，则①为O；⑥的焰色反应为黄色，则⑥为Na；③的常见化合价为＋1且在8种元素中③的原子半径不是最小，则③应为Li，故②应为Mg；⑤的单质的颜色为黄绿色，则⑤为Cl；⑧的最外层有3个电子，结合原子半径，可知⑧为Al。
元素⑥、②、⑧的金属性逐渐减弱，A错误；元素的非金属性：
⑤（Cl）>④（P），B错误；铝不是半导体，而是电的良导体，D错误。
5．
（1）X元素的原子核外有2个电子层，其中L层有5个电子，该元素在周期表中的位置为__________________，其气态氢化物的化学式为______________，最高价氧化物的化学式为____________，该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为__________________。
（2）R为1～18号元素中的一种非金属元素，若其最高价氧化物对应水化物的化学式为HnROm，则此时R元素的化合价为____________，R原子的最外层电子数为________，其气态氢化物的化学式为__________。
答案
（1）第二周期ⅤA族 NH3 N2O5 HNO3
（2）＋（2m－n） 2m－n H8－2m＋nR
解析
（1）由X元素的原子结构可知，X为氮元素，其气态氢化物的化学式为NH3，最高价氧化物的化学式为N2O5，最高价氧化物对应水化物的化学式为HNO3。
（2）R元素的最高正化合价为＋（2m－n），则R原子的最外层电子数为2m－n，最低负价的绝对值为8－2m＋n，其气态氢化物的化学式为H8－2m＋nR。
题组一 元素周期表的分区及化合价规律
1．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。
下列说法中正确的是（ ）
A．虚线的左侧全部是金属元素
B．非金属性最强的元素是氟，其最高价氧化物对应水化物酸性最强
C．第ⅠA族元素的金属性一定强于第ⅡA族元素
D．Si是半导体，Ge也可能是半导体
答案 D
解析 虚线左侧还包括非金属元素氢；F无正价，也没有含氧酸；同周期的第ⅠA族元素，金属性强于第ⅡA族元素；不同周期的不一定。
2．某短周期主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4，下列叙述中不正确的是（ ）
A．R是第ⅣA族元素
B．R的气态氢化物化学式为H2R
C．R能形成两种氧化物RO2和RO3
D．R的气态氢化物的水溶液显酸性
答案 A
解析 短周期的主族元素中，最高正价与最低负价代数和为4，最高正价只能是＋6，最低负价为－2，则R是第ⅥA族的硫元素，A项错误；S的气态氢化物的化学式为H2S，B项正确；硫可以形成SO2和SO3，C项正确；H2S的水溶液呈弱酸性，D项正确。
题组二 元素周期律的应用
3．下列说法错误的是（ ）
A．作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界线附近
B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内
C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内
D．在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素
答案 C
解析 构成催化剂的元素大多为过渡金属元素，在元素周期表的中间部分。
4．碲（Te）是与O、S同主族的元素，位于第五周期。
据此，推断碲的相关性质错误的是（ ）
A．碲的单质在常温下是固态
B．碲的常见化合价是－2、＋4、＋6
C．碲可能作半导体材料
D．碲的氢化物H2Te很稳定
答案 D
解析 第ⅥA族，从上到下，非金属性逐渐减弱，所以H2Te不稳定。
5．Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：
Br>Se>P
B．还原性：
S2－>Se2－>Br－
C．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族
D．Se、Br位于同一主族
答案 C
解析 由图示信息可知Se为34号元素，Br为35号元素，Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧，原子半径：
Se>Br，故A、D项错误；Se和S位于同一主族，且Se位于S的下一周期，故还原性：
Se2－>S2－，B项错误；由图示信息可知Se位于第四周期ⅥA族，C项正确。
6．（2019·长沙检测）近年来，我国在超导研究方面居世界领先地位，铊（Tl）是超导体的组成成分之一，铊位于第六周期ⅢA族，下列对铊的性质推导可能正确的是（ ）
①铊是易导电的银白色金属
②Tl（OH）3是两性氢氧化物
③Tl3＋的氧化能力比Al3＋的强
④单质能跟稀HNO3反应生成硝酸盐
A．①④B．②③
C．只有①D．只有④
答案 A
解析 铊位于第六周期ⅢA族，与Al同族，同主族元素，随着原子序数增大，元素原子失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。
故①④正确。
7．镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。
例如，它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物等，下列关于锂的叙述不正确的是（ ）
A．Li2SO4能溶于水
B．LiOH是易溶于水、受热不分解的强碱
C．Li遇浓硫酸不产生“钝化”现象
D．Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2
答案 B
解析 根据题中信息，将镁的有关性质进行迁移应用，可推测锂的有关性质。
由Mg、Mg（OH）2、MgCO3、MgSO4的性质推测相应的Li及其化合物的性质。
MgSO4易溶于水，Mg（OH）2是难溶、易分解的中强碱，Mg与浓硫酸能发生反应，MgCO3受热易分解生成MgO和CO2，故B项不正确。
8．利用元素周期律分析，下列说法错误的是（ ）
A．Ra位于元素周期表中第七周期ⅡA族，Ra（OH）2的碱性比Mg（OH）2的强
B．As位于元素周期表中第四周期ⅤA族，AsH3的还原性比NH3的弱
C．Cs的原子半径比Na的大，其与水反应比Na与水反应更剧烈
D．Cl的核电荷数比Al的大，其原子半径比Al的小
答案 B
解析 同主族元素从上到下，随着原子序数的增大，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，第ⅡA族元素Mg和Ra，原子序数：
Mg＜Ra，则碱性：
Ra（OH）2＞Mg（OH）2，A正确；第ⅤA族元素N和As，原子序数：
N＜As，则单质的氧化性：
N2＞As，其氢化物的还原性：
NH3＜AsH3，B错误；Cs比Na更易失去电子，其与水反应比Na与水反应更剧烈，C正确；Al和Cl属于同周期元素，且原子序数：
Al＜Cl，则原子半径：
Al＞Cl，D正确。
题组三 元素推断
9．（2018·福建德化三校联考）已知砷元素符号为As，原子结构示意图如右，则下列对砷的结构及性质的说法错误的是（ ）
A．砷元素的原子序数是33
B．砷的最高价氧化物对应水化物是一种强酸
C．三氧化二砷既有氧化性又有还原性
D．砷的非金属性比溴弱
答案 B
解析 原子序数＝核外电子数，所以砷元素的原子序数是33，故A正确；砷的最高价氧化物是As2O5，对应的水化物是HAsO3不是强酸，故B错误；三氧化二砷中的As为＋3价，属于中间价，所以既有氧化性又有还原性，故C正确；砷与溴在同周期，并且溴的原子序数比砷大，所以砷的非金属性比溴弱，故D正确。
10．某元素X的气态氢化物与该元素的最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则该元素不可能具有的性质是（ ）
A．在周期表中处于第三周期ⅦA族
B．在周期表中处于第二周期ⅤA族
C．该氢化物比PH3稳定
D．常见化合价有－3、＋2、＋3、＋5等
答案 A
解析 X为N元素，处于第二周期ⅤA族，A项错误，B项正确；非金属性：
N＞P，则X的氢化物比PH3稳定，C项正确；N元素的常见化合价有－3、＋2、＋3、＋5等，D项正确。
11．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。
已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是（ ）
Y
Z
X
W
A.原子半径：
X＜Y＜Z
B．气态氢化物的稳定性：
X＞Z
C．一定条件下Z、W都能与Mg反应形成化合物
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：
Y＞W
答案 C
解析 设元素Y的原子序数为y，则y＋y＋10＝3×（y＋1），解得y＝7，则Y为氮元素、X为硅元素、Z为氧元素、W为氯元素。
原子半径：
Z＜Y＜X，A错误；气态氢化物的稳定性：
X＜Z，B错误；氧元素、氯元素都能与Mg形成化合物，分别为MgO和MgCl2，C正确；最高价氧化物对应水化物的酸性：
Y＜W，D错误。
12．X、Y、Z是三种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期。
X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。
Z原子的核外电子数比Y原子少1。
下列说法正确的是（ ）
A．元素非金属性由弱到强的顺序为Z＜Y＜X
B．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4
C．三种元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物最稳定
D．原子半径由大到小的顺序为Z＜Y＜X
答案 A
解析 X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，说明X是氧元素，则Y必然为硫元素，Z原子的核外电子数比Y原子少1，则Z为磷元素。
它们在周期表中的位置如图。
元素非金属性由弱到强的顺序为P＜S＜O，A项正确；S元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2SO4，B项错误；非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，因此X的气态氢化物最稳定，C项错误；根据元素周期律，原子半径由大到小的顺序为P＞S＞O，D项错误。
13．（2018·福建永安4月联考）下表为元素周期表的一部分，表中序号分别代表某一元素。
请回答下列问题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑦
⑧
⑩
3
①
③
⑤
⑥
⑨
4
②
④
（1）①～⑩中，最活泼的金属元素是________（写元素符号，下同），最不活泼的元素是________。
（2）①⑧的简单离子，其半径更大的是________（写离子符号）。
（3）⑧⑨的气态氢化物，更稳定的是____________（填化学式）。
（4）元素的非金属性：
⑥________（填“＞”或“＜”）⑦。
（5）①～⑨的最高价氧化物的水化物中：
酸性最强的是__________________________________
（填化学式，下同）；碱性最强的是__________________，该碱与⑤的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_____________________________________________________________。
答案
（1）K Ne
（2）F－ （3）HF （4）＜ （5）HClO4
KOH Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O
解析
（1）由表知最活泼的金属元素是在元素周期表中第ⅠA族，最下方的②为K元素，最不活泼的元素是0族元素，由表知
为Ne。
（2）由表知①为Na、⑧为F，它们的简单离子Na＋、F－的核外电子排布相同，且钠的原子序数比氟大，所以r（Na＋）＜r（F－）。
（3）由表知⑧为F、⑨为Cl，两者的气态氢化物分别为HF、HCl，根据非金属性越强其气态氢化物越稳定，所以HF更稳定。
（4）⑥为Si，⑦为N，根据元素周期律，元素的非金属性：
Si＜P＜N，所以Si＜N。
（5）由表知⑨为Cl，其最高价氧化物对应的水化物是HClO4，属于强酸并且酸性最强。
由表知①～⑨中金属性最强的元素是②为K，其最高价氧化物对应的水化物是KOH，属于强碱。
由表知⑤为铝，其最高价氧化物对应的水化物Al（OH）3与KOH反应的离子反应方程式为Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O。
14．（2019·厦门月考）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，下图是元素周期表的一部分：
（1）根据元素周期律，请你预测H3AsO4、H3PO4的酸性强弱：
H3AsO4________（填“＞”“＜”或“＝”）H3PO4。
（2）根据NaH的存在，有人提议可把氢元素放在第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）元素甲是第三周期金属元素中原子半径最小的元素，该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式：
_____________________________________________________________________。
（4）周期表中有10多种人体所需的微量元素，其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R，对延长人类寿命起着重要作用。
已知R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，则R元素的名称为__________________。
答案
（1）＜
（2）ⅣA （3）Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH
（4）硒
解析
（1）同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，则酸性：
H3AsO4＜H3PO4。
（2）根据最高正价与最低负价的绝对值相等，把氢元素放在周期表中的第ⅣA族。
（3）第三周期金属元素中原子半径最小的元素为Al；铝离子与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀与铵根离子，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH
。
（4）R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，最外层电子数为6，处于第四周期ⅥA族，为硒元素。
15．已知X、Y、Z都是短周期元素，它们的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物。
则
（1）X是________（填名称，下同），Y是________________________，Z是________。
（2）由Y和Z组成，且Y和Z质量比为7∶20的化合物的化学式是__________________。
（3）由X、Y、Z中的两种元素组成，且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是__________和__________。
（4）X、Y、Z可以形成一种盐，此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3，该盐的化学式是______________________________。
答案
（1）氢 氮 氧
（2）N2O5 （3）NH
OH－（或其他合理答案） （4）NH4NO3
解析 X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，说明X为氢元素。
Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，说明Z为氧元素。
能与氧元素形成两种以上气态化合物的是氮元素。
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