元素推斷類試題高考考查的視角

陳金春

元素推斷類試題因能夠將元素化合物的知識與元素周期律和元素周期表的知識聯系起來，既有較好的知識覆蓋面又能考查學生對知識的綜合應用能力而備受命題者的青睞，成為高考的熱點。下面對2015年高考試題中關于元素推斷方面的試題進行分類解析。

角度一：根據元素周期表結構與原子電子層結構的關系進行推斷

例1（全國）元素a、b、c、d的原子序數依次增大，其最外層電子數分別是1、6、7、1。a-的電子層結構和氦相同，b與c的次外層有8個電子，c-和d+的電子層結構相同，以下說法不正確的是（ ）。

A.元素的非金屬性次序為c>b>a

B. a和其他3種元素均能形成共價化合物

C. d和其他3種元素均能形成離子化合物

D.元素a、b、c各自最高和最低化合價的代數和分別為0、4、6

解析根據題意推出a、b、c、d，依次為H、S、Cl、K，根據元素周期表的性質及遞變規(guī)律，A選項，非金屬性c>b>a；B選項，H能與S、Cl形成共價化合物，但是與K只能形成離子化合物；C選項，K是金屬元素只能和其他元素形成離子化合物；根據化合價的遞變規(guī)律，D選項也是正確的，所以答案選B。

答案：B。

角度二：根據元素及其化合物的性質推斷

例2（上海）短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序數依次增大，甲和丁的原子核外均有兩個未成對電子，乙、丙、丁最高價氧化物對應的水化物兩兩之間能相互反應。以下敘述不正確的是（ ）。

A.元素丙的單質可用于冶煉金屬

B.甲與丁形成的分子中有非極性分子

C.簡單離子半徑：丁>乙>丙

D.甲與乙形成的化合物均有強氧化性

解析由題意可得，甲為C（1s22s22p2）或O（1s22s22p4），乙為Na，丙為Al（滿足最高價氧化物對應的水化物兩兩之間能相互反應的一定有Al），丁為S（1s22s22p63s23p4）），鋁單質可以用來冶煉金屬，比如鋁熱反應，A選項正確；甲與丁形成的CS2或SO3為非極性分子，B選項正確；簡單離子半徑：S2->Na+>Al3+，C選項正確；甲與乙形成的化合物Na2O沒有強氧化性，D選項錯誤，故選D。

答案：D。

角度三：利用元素周期表片段進行推斷

圖1例3（山東） 圖1所示為X、Y、Z、W短周期元素在元素周期表中相對位置，這里W原子的質子數是最外層電子數的3倍，以下敘述錯誤的是（ ）。

A. 原子半徑：W>Z>Y>X

B. 最高價氧化物對應水化物的酸性：X>W>Z

C. 最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>X>W>Z

D. 元素X、Z、W的最高化合價分別與其主族序數相等

解析本題考查的是原子結構和元素周期律，根據題目中所給周期表短周期的片段可知，X、Y是第二周期元素，Z、W為第三周期元素，又因為W質子數是最外層電子數的3倍，可推出W是P，根據位置關系，X、Y、Z分別為N、O、Si。

原子半徑：Si>P>N>O，故A選項錯誤；非金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的酸性越強，非金屬性：O>N>P>Si，故B選項正確；非金屬性越強，簡單氫化物的熱穩(wěn)定性越強，故C選項正確；主族元素的最高正化合價等于主族序數（O、F除外），故D選項正確。

答案：A。

角度四：綜合利用“位”、“構”、“性”關系推斷

例4（天津高考第7題截選）如圖2所示，隨原子序數的遞增，八種短周期元素（用字母x等表示）原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化。

圖2（1）已知1 mol e的單質在足量d2中燃燒，恢復至室溫，放出255.5 kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：。

（2）上述元素可組成鹽R：zx4f（gd4）2。向盛有10 mL 1 mol·L-1 R溶液的燒杯中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液，沉淀物質的量隨NaOH溶液體積變化如圖3所示。

圖3①R溶液中，離子濃度由大到小的順序是：。

②寫出m點反應的離子方程式。

③若在R溶液中改加20 mL1.2 mol·L-1 Ba（OH）2溶液，充分反應后，溶液中產生沉淀的物質的量為mol。

解析根據圖示信息，結合原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化，判斷出x、y、z、d、e、f、g、h的元素符號分別為H、C、N、O、Na、Al、S、Cl。

（1）1 mol Na在足量O2中燃燒，恢復至室溫，放出255.5 kJ熱量，故熱化學方程式為：

2Na（s）+O2（g）Na2O2（s）

ΔH=-511kJ·mol-1

（2）zx4f（gd4）2為NH4Al（SO4）2

①由圖示可以看出，OH-先跟Al3+反應，再跟NH+4反應，說明Al3+比NH+4更弱，因此Al3+水解程度更大，在NH4Al（SO4）2溶液中剩余的更少，因此c（NH+4）>c（Al3+），NH4Al（SO4）2溶液因Al3+、NH+4的水解而顯酸性，因此c（H+）>c（OH-），SO2-4未發(fā)生變化，其濃度最大，在NH4Al（SO4）2溶液中，因為溶液中原有離子的濃度大于水解出的離子，因此離子濃度由大到小的順序是c（SO2-4）>c（NH+4）>c（Al3+）>c（H+）>c（OH-）。

②根據圖示信息，結合①分析，圖中0～30段為OH-跟Al3+反應，30～40段為OH-跟NH+4反應，m點在30～40之間，因此m點反應的離子方程式為：

NH+4+OH-NH3·H2O

③10mL 1mol·L-1 NH4Al（SO4）2與20 mL 1.2 mol·L-1 Ba（OH）2的物質的量之比為5∶12，此時可以認為有5個NH4Al（SO4）2跟12個Ba（OH）2反應，此時溶液共有5個NH+4、5個Al3+、10個SO2-4、12個Ba2+、24個OH-，由此可以看出Ba2+剩余，10個SO2-4跟10個Ba2+反應生成10個BaSO4，15個OH-先跟5個Al3+反應生成5個Al（OH）3，再跟5個NH+4反應生成5個NH3·H2O，此時會有4個OH-剩余，剩余的4個OH-會溶解4個Al（OH）3生成2個Ba（AlO2）2，發(fā)生的反應為

5NH4Al（SO4）2+12Ba（OH）210BaSO4↓+Al（OH）3↓+5NH3·H2O+2Ba（AlO2）2+8H2O

因此溶液中產生的沉淀為BaSO4和Al（OH）3，沉淀物質的量可根據Ba（OH）2的物質的量逐一計算，或者根據化學方程式系數簡單計算出，BaSO4和Al（OH）3沉淀物質的量之和是Ba（OH）2物質的量的11/12，即11/12×20 mL×10-3×1.2 mol·L-1=0.022mol。

答案：（1）2Na（s）+O2（g）Na2O2（s）

ΔH=-511kJ·mol-1

（2）①c（SO2-4）>c（NH+4）>c（Al3+）>c（H+）>c（OH-）

②NH+4+OH-NH3·H2O

③0.022