元素推断类试题高考考查的视角

陈金春

元素推断类试题因能够将元素化合物的知识与元素周期律和元素周期表的知识联系起来，既有较好的知识覆盖面又能考查学生对知识的综合应用能力而备受命题者的青睐，成为高考的热点。下面对2015年高考试题中关于元素推断方面的试题进行分类解析。

角度一：根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系进行推断

例1（全国）元素a、b、c、d的原子序数依次增大，其最外层电子数分别是1、6、7、1。a-的电子层结构和氦相同，b与c的次外层有8个电子，c-和d+的电子层结构相同，以下说法不正确的是（ ）。

A.元素的非金属性次序为c>b>a

B. a和其他3种元素均能形成共价化合物

C. d和其他3种元素均能形成离子化合物

D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6

解析根据题意推出a、b、c、d，依次为H、S、Cl、K，根据元素周期表的性质及递变规律，A选项，非金属性c>b>a；B选项，H能与S、Cl形成共价化合物，但是与K只能形成离子化合物；C选项，K是金属元素只能和其他元素形成离子化合物；根据化合价的递变规律，D选项也是正确的，所以答案选B。

答案：B。

角度二：根据元素及其化合物的性质推断

例2（上海）短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和丁的原子核外均有两个未成对电子，乙、丙、丁最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应。以下叙述不正确的是（ ）。

A.元素丙的单质可用于冶炼金属

B.甲与丁形成的分子中有非极性分子

C.简单离子半径：丁>乙>丙

D.甲与乙形成的化合物均有强氧化性

解析由题意可得，甲为C（1s22s22p2）或O（1s22s22p4），乙为Na，丙为Al（满足最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应的一定有Al），丁为S（1s22s22p63s23p4）），铝单质可以用来冶炼金属，比如铝热反应，A选项正确；甲与丁形成的CS2或SO3为非极性分子，B选项正确；简单离子半径：S2->Na+>Al3+，C选项正确；甲与乙形成的化合物Na2O没有强氧化性，D选项错误，故选D。

答案：D。

角度三：利用元素周期表片段进行推断

图1例3（山东） 图1所示为X、Y、Z、W短周期元素在元素周期表中相对位置，这里W原子的质子数是最外层电子数的3倍，以下叙述错误的是（ ）。

A. 原子半径：W>Z>Y>X

B. 最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z

C. 最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>Z

D. 元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等

解析本题考查的是原子结构和元素周期律，根据题目中所给周期表短周期的片段可知，X、Y是第二周期元素，Z、W为第三周期元素，又因为W质子数是最外层电子数的3倍，可推出W是P，根据位置关系，X、Y、Z分别为N、O、Si。

原子半径：Si>P>N>O，故A选项错误；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：O>N>P>Si，故B选项正确；非金属性越强，简单氢化物的热稳定性越强，故C选项正确；主族元素的最高正化合价等于主族序数（O、F除外），故D选项正确。

答案：A。

角度四：综合利用“位”、“构”、“性”关系推断

例4（天津高考第7题截选）如图2所示，随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母x等表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化。

图2（1）已知1 mol e的单质在足量d2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：。

（2）上述元素可组成盐R：zx4f（gd4）2。向盛有10 mL 1 mol·L-1 R溶液的烧杯中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化如图3所示。

图3①R溶液中，离子浓度由大到小的顺序是：。

②写出m点反应的离子方程式。

③若在R溶液中改加20 mL1.2 mol·L-1 Ba（OH）2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为mol。

解析根据图示信息，结合原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化，判断出x、y、z、d、e、f、g、h的元素符号分别为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl。

（1）1 mol Na在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ热量，故热化学方程式为：

2Na（s）+O2（g）Na2O2（s）

ΔH=-511kJ·mol-1

（2）zx4f（gd4）2为NH4Al（SO4）2

①由图示可以看出，OH-先跟Al3+反应，再跟NH+4反应，说明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的水解而显酸性，因此c（H+）>c（OH-），SO2-4未发生变化，其浓度最大，在NH4Al（SO4）2溶液中，因为溶液中原有离子的浓度大于水解出的离子，因此离子浓度由大到小的顺序是c（SO2-4）>c（NH+4）>c（Al3+）>c（H+）>c（OH-）。

②根据图示信息，结合①分析，图中0～30段为OH-跟Al3+反应，30～40段为OH-跟NH+4反应，m点在30～40之间，因此m点反应的离子方程式为：

NH+4+OH-NH3·H2O

③10mL 1mol·L-1 NH4Al（SO4）2与20 mL 1.2 mol·L-1 Ba（OH）2的物质的量之比为5∶12，此时可以认为有5个NH4Al（SO4）2跟12个Ba（OH）2反应，此时溶液共有5个NH+4、5个Al3+、10个SO2-4、12个Ba2+、24个OH-，由此可以看出Ba2+剩余，10个SO2-4跟10个Ba2+反应生成10个BaSO4，15个OH-先跟5个Al3+反应生成5个Al（OH）3，再跟5个NH+4反应生成5个NH3·H2O，此时会有4个OH-剩余，剩余的4个OH-会溶解4个Al（OH）3生成2个Ba（AlO2）2，发生的反应为

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

因此溶液中产生的沉淀为BaSO4和Al（OH）3，沉淀物质的量可根据Ba（OH）2的物质的量逐一计算，或者根据化学方程式系数简单计算出，BaSO4和Al（OH）3沉淀物质的量之和是Ba（OH）2物质的量的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