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提升点　元素推断的突破方法
[情境素材]
我国空间站“天和”核心舱太阳翼电池采用了自主研发的砷化镓器件，能量转化效率大大提高。
下表是As、Ga等元素所在元素周期表中的一部分。回答下列问题：
　　族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 E F
3 A C D G R
4 B Ga As H
[问题讨论]
1.上表中，第三周期原子半径最小的主族元素是________元素(填元素名称)，元素周期表中镓的位置是________。从原子结构角度解释磷与砷的非金属性强弱_______________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示　 氯　第四周期第ⅢA族　磷原子和砷原子的最外层电子数相同，但磷原子比砷原子少一层电子，原子半径小，得电子能力强，所以磷的非金属性强于砷。
2.A、D元素的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式是
___________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示　A、D元素的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和Al(OH)3；Al(OH)3是两性氢氧化物，可以与强碱NaOH溶液发生反应，产生NaAlO2和H2O，反应的离子方程式为：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
3.比较P和S的非金属性强弱，用原子结构解释原因。
提示　P的非金属性弱于S; P和S在同一周期，原子核外电子层数相同，核电荷数P小于S，原子半径P大于S，因此P对最外层电子的吸引能力比S弱、得电子能力P弱于S。
4.下列关于Ga的推断正确的是________(填字母)。
a.最外层电子数为5 B.原子半径：Ga>As
c.元素的金属性：Ga>K
提示　 Ga与Al同族，位于第ⅢA族，原子的最外层电子数为3；As与Ga均位于第四周期，As位于第ⅤA族，Ga位于第ⅢA族，故原子半径：Ga＞As；K与Ga均位于第四周期，该周期中K金属性最强。
5.H元素跟A元素形成化合物的化学式是________，高温灼烧该化合物时，火焰呈________色。
提示　 H、A分别是Br、Na，Br原子最外层有7个电子，获得1个电子达到最外层8个电子的稳定结构；Na原子的最外层有1个电子，容易失去，使次外层变为最外层达到8个电子的稳定结构，所以H元素跟A元素形成化合物的化学式NaBr，该化合物是含钠元素的化合物，在高温灼烧该化合物时，火焰呈黄色。
1.解答元素综合推断题的一般思路
根据原子结构、元素性质及相关已知条件，可推算出元素的原子序数等，从而判断出具体元素及其在元素周期表中的位置等，基本思路如下：
2.元素综合推断的具体方法
(1)解题步骤：①定范围，即通过审题确定题目限制的元素范围，如短周期元素、常见元素、前20号元素等；
②挖信息，根据题目叙述，从中找出元素原子结构特征等信息；
③建联系，元素推断一定要联系“元素周期表”，心中有“表”是推断元素的基础；
④巧整合，在上述基础上，将元素周期表结构与已知信息整合，确定元素。
(2)解题技巧：①将推断的元素代入周期表，看是否完全符合题意；②当推断元素有多种可能时，要重新检查题意，看是否符合题目要求。
3.元素推断的考查方向
(1)由元素及其化合物的典型特征和特殊性质推断。
(2)由短周期元素的典型结构特征推断。
(3)综合利用“位、构、性”的关系推断
(4)由典型转化关系推断
①NaNa2ONa2O2
②CCOCO2
③AlCl3Al(OH)3[ Al(OH)4]-
④
4.解答元素推断的必备知识
(1)熟悉主族元素在元素周期表中的特殊位置和数据特征：
位置特征 元素
1 主族序数等于周期数 H、Be、Al
2 主族序数等于周期数2倍 C、S
3 主族序数等于周期数3倍 O
4 周期数等于主族序数2倍 Li
5 周期数等于主族序数3倍 Na
6 最高化合价与最低 化合价之和为0 C、Si、H
7 原子半径最大的元素 Na
8 原子半径最小的元素 H
(2)由短周期元素的典型结构特征推断
结构特征 元素
1 原子核中没有中子 H
2 原子最外层电子数与核外电子层数相同 H、Be、Al
3 各电子层上的电子数均满足2n2 He、Ne
4 电子总数是最外层电子数的2倍 Be
5 最外层电子数与最内层电子数相等 Be、Mg
6 最外层电子数与次外层电子数相等 Be、Ar
7 最外层电子数是次外层电子数的2倍 C
8 最外层电子数是次外层电子数的一半 Li、Si
(3)由元素及其化合物的典型特征及特殊性质推断
①形成化合物种类最多的元素、形成的某种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为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为N。
③地壳中含量最多的元素、氢化物在通常情况下呈液态的元素为O。
④单质最轻的元素为H；最轻的金属单质为Li。
⑤单质在常温下呈液态的非金属元素为Br；金属元素为Hg。
⑥最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的短周期元素为Al。
(4)特殊性质
①有颜色的单质气体：F2(淡黄绿色)、Cl2(黄绿色)、O3(淡蓝色)。
②有毒的气体：F2、Cl2、NO2、SO2、CO、NO、H2S。
③在空气中能产生白雾的气体：HCl、HBr、HI。
④能使湿润的品红试纸褪色的气体：Cl2、O3等。
⑤在空气中燃烧时火焰呈蓝色或淡蓝色的气体：H2、CO、CH4。
⑥能使带火星的木条复燃的气体：O2(常见的)。
⑦铁的化合物的颜色：FeO(黑色)、Fe3O4(黑色)、Fe2O3(红棕色)、Fe(OH)2(白色)、Fe(OH)3(红褐色)、FeS(黑色)、FeCl3(棕黄色)、
Fe2＋(溶液中为浅绿色)、Fe3＋(溶液中为黄色)。
⑧铜的化合物的颜色：Cu2O(砖红色)、CuO(黑色)、Cu(OH)2(蓝色)、CuSO4(白色)、CuSO4·5H2O(蓝色)。
⑨银的化合物的颜色：AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)、Ag2S(黑色)。
⑩有漂白性的物质：O3、Na2O2、H2O2、HClO。
考向1　由元素及其化合物的典型特征和特殊性质推断元素
[典例1]　X、Y、Z、R是短周期主族元素，X原子最外层电子数是次外层的2倍，Y元素在地壳中的含量最多，Z元素的化合物的焰色试验呈黄色，R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和。下列叙述正确的是(　　)
A.X与Y能形成两种常见的气态化合物
B.原子半径的大小顺序：X>Y>Z>R
C.X、Z分别与R形成的两种化合物的化学键类型相同
D.含有Y、Z、R 3种元素的化合物最多有2种
答案　A
解析　①X原子最外层电子数是次外层的2倍→X为C；②Y元素在地壳中含量最多→Y为O；③Z元素的化合物的焰色呈黄色→Z为Na，④根据X(C)、Z(Na)可知R的核外电子数为17→R为Cl。A项，C与O能形成气态化合物CO、CO2。B项，原于半径：Na>Cl>C>O。C项，CCl4中含有共价键，NaCl中含有离子键。D项，Na、Cl、O可形成NaClO、NaClO3、NaClO4等化合物。
考向2　由短周期元素的典型结构特征推断元素
[典例2]　X、Y、Z、W为短周期元素，X的M电子层有1个电子，Y的最外层电子数为内层电子数的2倍，Z的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，Z与W同周期，W的原子半径小于Z。下列有关说法正确的是(　　)
A.原于半径：XB.Z、W均可与Mg形成离子化合物
C.气态氢化物的稳定性：Y>Z>W
D.最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>Z
答案　B
解析　X的M电子层有1个电子，则X是Na；Y的最外层电子数为内层电子数的2倍，Y是C；Z的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，Z是S；Z与W同周期，W的原子半径小于Z，W是Cl。A项，原子半径：Na>S>Cl>C。B项，MgS、MgCl2都是离子化合物。C项，气态氢化物的稳定性：HCl>H2S>CH4。D项，最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4>H2CO3。
考向3　利用元素“位、构、性”的关系推断元素
[典例3]　(2022·南阳南召现代中学高一月考)下表是元素周期表的一部分，请参照元素①～⑩在表中的位置，回答下列问题。
族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)②的原子结构示意图是________________。
(2)化学性质最不活泼的元素是________(填元素符号)。
(3)在③、④、⑤、⑥这些元素形成的最简单离子中，离子半径由大到小的顺序是________(填离子符号)。
(4)表中④⑧⑨元素的氢化物的稳定性最强的为________(填化学式)。
(5)表中元素⑤与元素⑥金属性更强的是________(填化学式)，这两种元素的最高价氧化物对应的水化物之间反应的离子方程式为___________________
___________________________________________________________。
(6)元素③、⑤能形成两种化合物，其中较稳定的化合物的电子式为________。
(7)在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的物质的化学式为________，碱性最强的物质的化学式为________。
(8)下图是不完整的元素周期表，补全元素周期表的轮廓。
答案　(1)
(2)Ar　 (3)O2－>F－>Na＋>Al3＋
(4)HF
(5)Na　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(6)
(7)HClO4　 NaOH
(8)
解析　由元素在周期表的位置可知，①～⑩分别为C、N、O、F、Na、Al、Si、S、Cl、Ar。(1)②为N，7号元素，N的原子结构示意图是；(2)稀有气体元素原子最外层为稳定结构，故化学性质最不活泼的元素是稀有气体元素Ar；(3)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；③、④、⑤、⑥分别为O、F、Na、Al，这些元素形成的最简单离子分别为O2－、F－、Na＋、 Al3＋，离子半径由大到小的顺序是O2－ >F－>Na＋>Al3＋；(4)非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，④为F、⑧为S、⑨为Cl，非金属性F>Cl>S，氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HF>HCl>H2S；(5)⑤为Na、⑥为Al，同周期从左到右金属性逐渐减弱，金属性Na>Al，这两种元素最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3，二者反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；(6)元素③、⑤分别为氧、钠，形成的化合物为氧化钠、过氧化钠，氧化钠受热和氧气反应生成过氧化钠，故较稳定为过氧化钠，过氧化钠是由钠离子和过氧化根离子形成的离子化合物；(7)非金属性越强，对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性最强的为O，但O不能形成含氧酸，其次为Cl，对应的最高价氧化物对应水化物为HClO4；金属性越强，对应的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性最强的为Na，对应的最高价氧化物对应水化物为NaOH；(8)元素周期表包含3个短周期、4个长周期，含有7个主族、8个副族、1个0族，根据结构可知，轮廓为：
。
考向4　由典型转化关系推断元素
[典例4]　短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，r的溶液是一种一元强酸，p是天然气的主要成分。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径大小：WB.元素的非金属性强弱：Z>X>Y
C.Y的氢化物常温常压下为液态
D.X的最高价氧化物对应的水化物为强酸
答案　C
解析　n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，n为氯气，所以Z为氯元素；r是二元化合物，其水溶液为一元强酸，则r为HCl；根据转化关系分析，p为甲烷，s为甲烷的取代物；q的水溶液具有漂白性，说明m为水，q为次氯酸；根据短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，可知W为氢元素，X为碳元素，Y为氧元素，Z为氯元素。A项，原子半径的大小关系为碳>氧>氢；B项，元素的非金属性强弱顺序为氧>氯>碳；C项，氧元素的氢化物为水和过氧化氢，常温常压下均为液态；D项，碳的最高价氧化物对应的水化物为碳酸，是弱酸而不是强酸。
1.X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是(　　)
A.熔点：X的氧化物比Y的氧化物高
B.热稳定性：X的简单氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZX
D.酸性：X的最高价含氧酸小于Z的最高价含氧酸
答案　B
解析　X、Y、Z均为短周期主族元素，X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，Y的最外层电子数不可能是8，只能为2，且Y原子半径大于Z，所以Y为Mg，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为10，故X为C，Z为Si。A项，MgO的熔点高于CO2、CO的熔点，错误；B项，元素的非金属性越强，则其气态氢化物的热稳定性越强，C的非金属性强于Si，故CH4的热稳定性大于SiH4，正确；C项，X与Z形成的SiC是共价化合物，错误；D项，酸性H2CO3强于H2SiO3，错误。
2.如图为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是(　　)
A.X、W、Z的原子半径依次减小
B.Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
C.根据元素周期表推测T元素的单质具有半导体特性
D.最低价阴离子的失电子能力：X>W
答案　C
解析　W元素的核电荷数为X元素的2倍，说明X为氧元素，W为硫元素，则Y为硅元素，Z为磷元素，T为砷元素。同周期元素从左到右原子半径依次减小，同主族元素从上到下原子半径依次增大，所以X、W、Z的原子半径依次增大，故A错误；同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，故Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，故B错误；砷元素在金属元素和非金属元素的分界线附近，其单质具有半导体特性，故C正确；X的非金属性比W强，所以最低价阴离子的失电子能力：O2－3.(2022·莆田砺志学校高一期中)下表为元素周期表中的一部分，表中列出的10种元素在周期表中的位置，按要求回答问题。
　　族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ⑥ ⑦ ⑩
3 ① ③ ⑤ ⑧ ⑨
4 ② ④
(1)元素性质最不活泼的元素是________(填名称)。
(2)元素③的单质在空气中燃烧，产生的现象是
________________________________________________________________，
生成物的化学式是________。
(3)①③⑤元素的最高价氧化物的水化物，碱性最强的是________(填化学式)。
(4)②③④元素形成的简单离子半径由大到小的顺序是________(填离子符号)。
(5)元素①和⑧的最高价氧化物对应水化物的化学式分别为________和________。
(6)NaBr的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为___________________。
(7)⑧⑩两种元素形成的气态氢化物中最稳定的是________(填化学式)，两种元素的非金属性的强弱顺序为________(填元素符号)。
(8)已知元素硒(Se)与元素⑦同主族，位于第四周期，则硒元素原子的最外层电子数为________，根据硒在元素周期表中的位置推测，硒可能具有的性质有________。
A.其单质常温下为气态
B.SeO2既有氧化性又有还原性
C.最高价对应的氧化物的水化物的化学式为H2SeO4
D.气态氢化物比H2S稳定
答案　(1)氩　(2)有耀眼的白光　 MgO
(3)NaOH　(4)K＋>Ca2＋>Mg2＋　(5)NaOH　HClO4
(6)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－　(7)HF　F>Cl
(8)6　BC
解析　(1)元素性质最不活泼的元素是0族元素⑨，⑨是氩。(2)元素③的单质Mg, 在空气中燃烧，产生的现象是有耀眼的白光， 生成物的化学式是MgO。(3)①③⑤元素分别是Na、Mg、Al，最高价氧化物的水化物依次是NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3，碱性最强的是NaOH。(4)比较离子半径的方法是：先比较电子层数，电子层数越多，半径越大；电子层数相同时，再比较核电荷数，核电荷数越多半径越小。②③④元素分别是K、Mg、Ca，形成的简单离子分别是K＋、Mg2＋、Ca2＋，简单离子半径由大到小的顺序是K＋>Ca2＋>Mg2＋。(5)元素①和⑧分别是Na和Cl，最高价氧化物对应水化物的化学式分别为NaOH、HClO4。(6)元素⑧的单质是Cl2，氧化性：Cl2>Br2，所以NaBr的溶液与Cl2反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。(7)非金属性越强，氢化物越稳定性。⑧⑩两种元素分别是Cl和F，非金属性：F>Cl，形成的气态氢化物分别是HCl和HF，最稳定的是HF。(8)同主族元素的最外层电子数相同，元素硒(Se)与元素O是同族元素，则硒元素原子的最外层电子数为6。同主族元素具有递变性，单质S是固态，那么Se单质常温下也为固态，A错误；Se的最高价态是＋6，最低价态是－2，所以SeO2中的Se既有氧化性又有还原性，B正确；Se的最高价态是＋6，最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4，C正确；非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性：S>Se，气态氢化物H2S更稳定，D错误。
1.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.X与Z的最高化合价之和为8
B.原子半径的大小顺序为X＞Y＞Z＞W＞Q
C.Y2－ 和Z3＋ 的核外电子数和电子层数都不相同
D.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Q的强
答案　A
解析　根据短周期元素在元素周期表中的位置可知，X、Y、Z、W、Q分别是N、O、Al、S、Cl元素。X元素位于第ⅤA族、Z元素位于第ⅢA族，所以X、Z元素的最高化合价分别为＋5价、＋3价，二者之和为8，故A正确；同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径：Z>W>Q>X>Y，故B错误；O原子得到2个电子生成O2－，Al原子失去3个电子生成Al3＋，O2－、Al3＋的核外电子数都是10、电子层数都是2，故C错误；同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，故D错误。
2.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X是空气中含量最多的元素。Y与Z的原子序数之和为 24，且同主族。下列叙述不正确的是(　　)
A.W位于元素周期表中第三周期Ⅶ族
B.Y阴离子的半径比Z阴离子半径小
C.Y简单气态氢化物的热稳定性比X的强
D.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
答案　A
解析　X是空气中含量最多的元素，则 X为N元素；Y与Z的原子序数之和为 24且同主族，则Y为8号元素，Z为16号元素，即Y为O元素，Z为S元素；W为原子序数大于S的短周期主族元素，则W为Cl元素。A.W为Cl元素，位于元素周期表中第三周期ⅦA族，故A错误； B.Y的阴离子为O2－有2层电子，Z的阴离子为S2－有3层电子，所以O2－半径比S2－半径小，故B正确； C.同周期主族元素自左至右非金属性增强，O元素的非金属性比N强，所以O的简单气态氢化物的热稳定性比N的强，故C正确； D.同周期主族元素自左至右非金属性增强，Cl的非金属性比S强，所以Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性比S的强，故D正确。
3.同周期短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，W原子半径最大，Z最高价氧化物对应的水化物酸性最强，Y的单质与盐酸、氢氧化钠均能反应生成氢气。据此判断下列说法正确的是(　　)
A.Y的单质在空气中很稳定
B.W只能形成一种氧化物
C.四种元素中原子半径最大的W
D.Z的最高价氧化物的水化物是离子化合物
答案　C
解析　W是钠，X是镁，Y是铝，Z是氯。A项，铝单质属于活泼金属，在空气中容易被氧化；B项，钠可以形成Na2O和Na2O2两种氧化物；D项，Z是氯，其最高价氧化物的水化物是HClO4，不含离子键，为共价化合物。
4.短周期元素X、Y、Q、R、W的原子序数依次增大，X与Q、Y与W分别同主族，X、Y、Q原子的电子层数之和为6且最外层电子数之和为8，Q的焰色呈黄色。下列说法正确的是(　　)
A.简单离子的半径：Q>W>Y
B.Y均能分别和X、Q、W组成两种或两种以上的化合物
C.简单气态氢化物稳定性：W＞Y
D.R的最高价氧化物对应的水化物不可能为两性氢氧化物
答案　B
解析　Q的焰色呈黄色，Q为Na；X与Q同主族，X、Y、Q电子层数之和为6，X为H，X、Y、Q最外层电子数之和为8，Y为O，Y与W同主族，W为S；根据X、Y、Q、R、W的原子序数依次增大， R可能为Mg、Al、Si、P。离子半径r(S2－)>r(O2－)>r(Na＋), A项错误；O分别与H、Na、S组成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3，B项正确；同主族元素非金属性O>S, 故简单气态氢化物稳定性H2O>H2S, C项错误；R可能为Al, 其最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3为两性氢氧化物， D项错误。
5.已知A、B、C、D、E五种元素为周期表前20号元素，且原子序数依次增大，其中只有A、D为非金属元素。A的气态氢化物溶于水得到的溶液能使酚酞溶液变红。B、C、D的最高价氧化物对应水化物之间能够两两反应，且D原子最外层电子数是C原子最外层电子数的2倍。B、E元素同主族。
(1)E在元素周期表中的位置：______________________________________，
写出E的最高价氧化物对应水化物与C的单质反应的化学方程式：
____________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)B单质在空气中燃烧的产物的电子式为________________，产物中存在的化学键类型有________________。
答案　(1)第四周期第ⅠA族　2KOH＋2Al＋2H2O=== 2KAlO2＋3H2↑
(2) 　离子键、(非极性)共价键
解析　A的气态氢化物溶于水得到的溶液能使酚酞溶液变红，则A是氮元素。A、B、C、D、E五种元素为周期表前20号元素且原子序数依次增大，B、C、D的最高价氧化物对应水化物之间能够两两反应，D为非金属元素且D原子最外层电子数是C原子最外层电子数的2倍，则B是钠元素，C是铝元素，D是硫元素。B、E元素同主族，则E是钾元素。
(1)E是钾元素，处于第四周期第ⅠA族。C是铝元素，钾元素的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化钾，氢氧化钾与铝单质反应生成偏铝酸钾和氢气，化学方程式为2KOH＋2Al＋2H2O=== 2KAlO2＋3H2↑。(2)B是钠元素，钠单质在空气中燃烧的产物是过氧化钠，过氧化钠是离子化合物，其电子式为，过氧化钠中存在的化学键类型有离子键、(非极性)共价键。

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