4.2.1元素周期律 学案（含解析）

4.2.1元素周期律
1. 掌握元素周期律的实质、含义及应用，理解“位置决定结构决定性质”的思想。
2. 了解元素周期表中存在的一些特殊的序数的差值，能够分析出元素在周期表中的
具体位置。
一、元素周期律
1.元素周期律定义
元素的性质随着元素原子序数递增而呈现周期性变化的规律叫元素周期律。
2.元素周期律实质
元素周期律是元素原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。
3.元素周期律内容
① 元素原子核外电子排布呈现周期性变化；
② 元素原子半径呈现周期性变化；
③ 元素化合价呈现周期性变化；
④ 元素原子得失电子能力呈现周期性变化；即元素的金属性和非金属性呈现周期性变化。
4.元素周期表中元素性质的变化规律
元素周期表中的“三角形”规律
若 A、B、C 三元素位于元素周期表中如图所示位置 (斜边斜向右上方)，根据元素的递变规律我们可以轻松的把它们的各种性质排出顺序。我们把这个规律称为“三角形规律”
① 原子半径：C > A > B
② 金属性：C > A > B
③ 非金属性：B > A > C
二、“位”、“构”、“性”的关系
通过上面三者间的关系，我们就可以根据元素在周期表中的位置推测出其原子结构和性质，也可以根据元素的原子结构推测它在周期表中的位置。
题型演练
1．（2022·高二课时练习）短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32，它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液，浓度均为的上述四种溶液的与对应元素原子半径的关系如图所示。(Y元素最高价氧化物对应的水化物的值为2)下列说法错误的是
A．X、Y形成的化合物均满足8电子结构
B．R元素与氢元素形成的化合物具有强还原性
C．Z、R组成的化合物中，含有离子键和非极性共价键
D．简单气态氢化物的热稳定性：Y>Z>X
2．（2022秋·高一课时练习）已知硒的最外层有6个电子，依据元素周期表和周期律的知识，下列错误的是
A．非金属性： B．还原性：
C．热稳定性： D．酸性：
3．（2022秋·高一课时练习）几种短周期元素的原子半径及主要化合价见下表：
元素符号 X Y Z R T
原子半径(nm) 0.160 0.089 0.102 0.143 0.074
主要化合价 +2 +2 -2、+4、+6 +3 -2
根据表中信息，判断以下说法正确的是
A．单质与稀硫酸反应的剧烈程度：R>Y>X
B．离子半径：X2+>R3+>T2-
C．最高价氧化物水化物的碱性：R>X
D．相同条件下，简单气态氢化物的稳定性：T>Z
三、元素周期表的分区
通过元素周期律可知，周期表左下角是金属性最强的元素，右上角是非金属性最强的元素 (除稀有气体外)，金属和非金属间必定有一条分界线，且分界线附近的元素既有金属性又有非金属性。
以硼、硅、砷、碲、砹和铍、铝、锗、锑、钋之间为界，硼、硅、砷、碲、砹右侧都是非金属，铍、铝、锗、锑、钋左侧大都是金属 (除氢外)。
四、元素周期表 (律) 的应用
1.发现新元素及预测结构与性质
在周期律和周期表的指导下，对已发现元素性质进行了系统的研究，并为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
2.寻找具有特定性质的元素
元素周期表和元素周期律对于其他与化学相关的科学技术也有指导作用。
（1）在周期表中金属与非金属的分界处，可以找到半导体材料，如硅、锗等，半导体器件的研制正是开始于锗，后来发展到与它同族的硅。
（2）农药由含砷的有机物逐渐发展成为对人畜毒性较低的含磷有机物，而通常制造的农药所含有的氟、氯、硫、磷等元素在周期表中的位置也很靠近。
（3）人们还在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
五、微粒半径大小的比较
1.半径比较的基本方法——“三看”
“一看”电子层数：一般情况下，电子层数越多，半径越大。
“二看”核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。
“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
2.原子半径的比较
（1）最外层电子数相同时 (同主族)，随着电子层数的递增，原子半径逐渐增大。
例：r(Li) < r(Na) < r(K) < r(Rb) < r(Cs)
（2）电子层数相同时 (同周期)，随着原子序数递增，原子半径逐渐减小
例：r(Na) > r(Mg) > r(Al) > r(Si) > r(P) > r(S) > r(Cl)
3.离子半径的比较
（1）同种元素的阴离子半径大于原子半径，原子半径大于阳离子半径。即核电荷数 (质子数) 相同时，核外电子数目越多，粒子半径越大。
例：r(Cl- ) > r(Cl)，r(Na) > r(Na+ )。
（2）电子层结构相同的离子，核电荷数越大，其半径越小。
例：r(N 3-) > r(O 2-) > r(F - ) > r(Na+ ) > r(Mg2+) > r(Al3+)
（3）带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例：r(Li+ ) < r(Na+ ) < r(K + ) < r(Rb+ ) < r(Cs+ )
题型演练
4．（2022·高二课时练习）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们原子的最外层电子数之和为18，X最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z的单质晶体是应用广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法不正确的是
A．X、W都能与Y形成离子化合物 B．W的简单阴离子能促进水电离
C．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X) D．最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞Z
5．（2022·高一课时练习）短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，A原子的质子数与电子层数相同，C是短周期主族元素中原子半径最大的元素，D原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍，E与B属于同一主族。下列说法正确的是
A．气态氢化物的稳定性：B＞D＞E
B．原子半径：
C．元素D在周期表中位于第3周期ⅣA族
D．A与C可形成离子化合物
6．（2020·高一课时练习）a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2 和c+离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是
A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C．c的原子半径是这些元素中最大的
D．d和a形成的化合物的水溶液呈弱酸性
7．（2022秋·高一课时练习）如图是部分1～18号元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是
A．原子半径：Z>Y>X
B．离子半径：Z>Y>X
C．元素W的最高价和最低价代数和为4
D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物不能相互反应
8．（2021春·高一课时练习）短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是
W X
Y Z
A．氢化物沸点：WB．氧化物对应水化物的酸性：YC．化合物熔点：Y2X3D．简单离子的半径：Y9．（2022·高一课时练习）下列粒子半径大小的比较正确的是
A．原子半径：
B．原子半径：
C．离子半径：
D．第三周期元素简单离子的半径从左到右逐渐减小
10．（2020·高一课时练习）四种主族元素a、b、c、d分布在三个短周期中，其原子序数依次增大，b、d的简单离子具有相同电子层结构，d的简单离子半径是同周期主族元素中最小的，四种元素原子的最外层电子数之和为15，下列叙述正确的是
A．b元素最高价氧化物对应的水化物为强酸
B．最简单气态氢化物的热稳定性：b＞c
C．c为第二周期第VIIA族元素
D．原子半径：d>c>b>a
11．（2021·高一课时练习）a、b、c、d是四种短周期元素，a、b、d同周期；c、d同主族；a的原子结构示意图为，b与c形成的化合物的化学式为b3c，且b、c离子有相同的电子层结构。下列说法中错误的是
A．原子序数：a>b>c B．原子半径：c>a>d
C．a与c可形成化合物a3c4 D．最高价含氧酸的酸性：c>d>a
12．（2021春·高一课时练习）氢化钠()是一种白色的离子化合物，其中钠元素是+1价；氢化钠与水反应生成和。下列叙述中错误的是
A．中存在离子键
B．中氢元素的离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同
C．微粒半径：
D．与反应时，水作氧化剂
13．（2022秋·高一课时练习）四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，T是地壳中含量最高的金属元素。下列说法不正确的是
Q
T R W
A．W的氢化物比R的氢化物稳定
B．T的最高价氧化物对应的水化物可能为强碱
C．Q的原子半径比T的小
D．W和Q的原子序数相差10
14．（2022秋·高一课时练习）碲(Te)是52号元素，位于周期表中VIA族，处于金属区与非金属区的交界线上。下列叙述错误的是
A．碲的单质具有半导体的性能
B．碲化氢(H2Te)比H2S更稳定
C．碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)
D．H2TeO4的酸性比H2SO4弱
15．（2022秋·高一课时练习）短周期元素X和Y的离子X2+和Y2-具有相同电子层结构，下列说法正确的是
A．X2+的离子半径比Y2-小
B．X的原子序数比Y小
C．X和Y原子的电子层数相等
D．X和Y原子最外层电子数相等
16．（2022秋·高一课时练习）图为元素周期表的一部分，请参照①～⑧在表中的位置，回答下列问题：
(1)②在周期表中的位置是___________。
(2)①～⑧中，化学性质最稳定的是___________(填元素符号)，非金属性最强的是___________(填元素符号)，最高价氧化物对应水化物酸性最强的是___________(填化学式)。
(3)①～⑦中，原子半径最大的是___________(填元素符号)。
(4)元素③的非金属性比⑥___________(填“强”或“弱”)，请从原子结构的角度解释：___________，列举一个化学事实加以说明___________。
(5)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。
工业制备镓的流程如下图所示：
氧化镓与NaOH反应的化学方程式为___________。酸性：Al(OH)3___________Ga(OH)3(填“>”或“<”)，冶炼金属镓的方法是___________(填序号)。
A．热还原法 B．热分解法 C．电解法
17．（2021·高一课时练习）随着原子序数的递增，八种短周期元素(用字母x~h表示)的原子半径相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。
请回答下列问题：
(1)x形成的阴离子的结构示意图为___________。
(2)如果1个z原子中含8个中子，则其原子符号为___________。
(3)f的单质和e的最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为___________。
(4)比较d、e常见离子的半径大小：___________(填离子符号，用“>”连接)。
(5)g、h两元素最高价氧化物对应水化物的酸性更强的是___________(填化学式)。
18．（2021·高一课时练习）比较下列微粒半径的大小：
Na+___________Mg2+ Al3+___________O2- Cl-___________F- K+___________Mg2+ Na___________Na+ Cl___________Cl-
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【分析】短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32，L层电子数最多不超过8个，推断这四种元素均在第三周期；结合图示它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液的与对应元素原子半径的关系，的R溶液是12，判断R是Na元素，对应溶液是NaOH溶液；的Y对应溶液是2，Y的半径最小，判断Y是Cl元素，对应溶液是HClO4溶液；相同物质的量浓度的Z对应溶液的酸性比HClO4溶液强，Z的半径比Cl大，判断Z是S元素，对应溶液是H2SO4溶液；X的半径比S大，的X对应溶液pH值大于2，说明其是弱酸，判断X是P元素，对应溶液是H3PO4溶液。
【详解】A．据分析，X、Y形成的化合物PCl3满足8电子结构，PCl5的P则不是8电子结构，A错误；
B．据分析，R元素与氢元素形成的化合物NaH具有强还原性，B正确；
C．据分析，Z、R组成的化合物，即中，Na+与存在离子键，中S原子间存在非极性共价键，C正确；
D．据分析，X、Y、Z简单气态氢化物分别是PH3、HCl、H2S，原子半径：，键能：，故气态氢化物热稳定性：HCl > H2S > PH3，D正确；
故选A。
2．C
【分析】由已知硒的最外层有6个电子可推知，硒位于元素周期表第四周期第VIA族，位于O的同主族的下一周期，据此分析解题。
【详解】A．同一周期从左往右非金属性依次增强，同一主族从上往下非金属性依次减弱，故非金属性：，A正确；
B．一种非金属元素的非金属性越强，则其单质的氧化性越强，其对应的氢化物的还原性则越弱，由A项中元素周期律可知，还原性：，B正确；
C．一种非金属元素的非金属性越强，其简单气态氢化物的热稳定性越强，故热稳定性：，C错误；
D．一种非金属元素的非金属性越强，则其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故酸性：，D正确；
故答案为：C。
3．D
【分析】短周期元素Z主要化合价是-2、+4、+6，则Z是S元素；X、Y主要化合价是+2价，说明它们是第IIA的元素，由于原子半径：X>Z>Y，则X是Mg元素，Y是Be元素；R主要化合价是+3价，原子半径：X>R，则R是Al元素；T主要化合价是-2价，Z原子半径小于Y，则T是O元素。
【详解】A．金属活动性越强，其单质与酸发生置换反应就越剧烈，同一周期中元素的金属性从左到右逐渐减弱，则金属性Mg>Al；同一主族元素的金属性从上到逐渐增大Mg>Be，在Mg、Al、Be三种元素中Mg最活泼，因此Mg(X)与稀硫酸反应最剧烈，A项错误；
B．X是Mg元素，R是Al元素，T是O元素，它们形成的离子分别为Mg2+、Al3+、O2-，核外电子排布都是2、8，电子层结构相同，对于电子层结构相同的离子，离子的核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径由大到小的顺序是：T2->X2+>R3+，B项错误；
C．同一周期从左到右，元素的最高价氧化物水化物的碱性逐渐减弱，则碱性：X[Mg(OH)2]>R[Al(OH)3]，C项错误；
D．元素的非金属性越强，其形成的简单氢化物的稳定性就越强。Z是S元素，T是O元素，它们是同一主族的元素，元素的非金属性：O>S，所以氢化物的稳定性：H2O(T)>H2S(Z)，D项正确；
答案选D。
4．C
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大短周期主族元素，X最外层电子数是次外层电子数的3倍，则X为O元素，Z的单质晶体是应用广泛的半导体材料，则Z为Si元素，W与X位于同一主族，则W为S元素，又它们原子的最外层电子数之和为18，可知Y的最外层电子数为18-6-6-4=2，则Y为Be元素，据此分析解答。
【详解】A．Y为Be，是金属元素，可以与O、S形成离子化合物，A正确；
B．W为S，其简单阴离子S2-会水解，进而促进水的电离，B正确；
C．同周期元素，原子半径从左至右依次减小，同主族元素自上而下原子半径依次增大，因此原子半径：r(Si)＞r(S)＞r(Be)＞r(O)，C错误；
D．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S＞Si，则酸性H2SO4＞H2SiO3，D正确；
答案选C。
5．D
【分析】短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，A原子的质子数与电子层数相同，A为H元素，C是短周期主族元素中原子半径最大的元素，C为Na元素，D原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍，D为S，E与B属于同一主族，E为Cl元素，B为F元素。
【详解】A． 周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，元素的氢化物稳定性增强，气态氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S，故A错误；
B． 周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，原子半径增大：，故B错误；
C． D为S，元素D在周期表中位于第3周期ⅥA族，故C错误；
D． A与C可形成离子化合物NaH，故D正确；
故选D。
6．A
【详解】a的原子中只有1个电子，则a为氢元素，a、b、c、d为短周期元素，b2-和C+离子的电子层结构相同，则b为氧元素，C为Na元素，d与b同族，则d为硫元素。
A．H与O、S形成化合物为H2O和H2S，氢元素的化合价为+1，而NaH中氢元素的化合价为-1价，A项错误；
B．氧元素与其他元素能形成H2O、H2O2、SO2、SO3、Na2O、Na2O2等化合物，B项正确；
C．同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，电子层数越多，原子半径越大，原子半径：Na>S>O>H，C项正确；
D．d和a形成的化合物为H2S，硫化氢是二元弱酸，H2S的溶液呈弱酸性，D项正确；
答案选A。
7．C
【分析】根据图示可知，1～18号元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大，X最低-2价，没有正价，推断为O元素；Y只有+1价，推断为Na元素；Z最高+3价推断为Al元素；W最高+6价，最低-2价，推断为S元素；R最高+7价，最低-1价，推断为Cl元素。
【详解】A．同周期原子半径从左往右减小，同主族从上往下增大，故原子半径：Na>Al>O，即Y>Z>X，A错误；
B．电子层数多的离子半径较大，相同电子层数的则核电荷数多的半径小，离子半径：O2->Na+>Al3+，即X>Y>Z，B错误；
C．据分析，元素W是S，其最高价+6价和最低价-2价的代数和为4，C正确；
D．据分析，Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH和Al(OH)3，二者能相互反应：NaOH + Al(OH)3 = NaAlO2 + 2H2O，D错误；
故选C。
8．D
【解析】设W的最外层电子数为x，则X的最外层电子数为x+1，Z的最外层电子数为x+2，Y的最外层电子数为x-2，根据四种元素原子的最外层电子数之和为21，得出x=5，可以判断出W为N元素、X为O元素、Y为 Al元素、Z为Cl元素，据此解题。
【详解】A．氨存在分子间氢键，而不存在分子间氢键，所以的沸点比的沸点高，A错误；
B．显两性，X为O，没有氧化物，B错误；
C．是离子晶体，而是分子晶体，离子晶体的熔点一般高于分子晶体的熔点，C错误；
D．和的电子层结构相同，具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径，D正确；
故选D。
9．B
【详解】A．F与Cl属于同一主族元素，随着电子层数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：，故A错误；
B．、、属于同一周期元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，故B正确；
C．电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故C错误；
D．第三周期元素简单阳离子的半径从左到右逐渐减小，但简单阴离子的半径大于简单阳离子的半径，故D错误；
答案选B。
【点睛】同周期元素，电子层数相同，核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引能力越强，半径越小。
10．A
【解析】四种主族元素a、b、c、d分布在三个短周期中，其原子序数依次增大，则a为H；b、d的简单离子具有相同电子层结构，d的简单离子半径是同周期主族元素中最小的，d为Al，四种元素原子的最外层电子数之和为15，b、c为第二周期元素，b、c的最外层电子数之和为15-1-3=11，b为N，c为O符合题意，以此来解答．
【详解】由上述分析可知，a为H，b为N，c为O，d为Al；A．b元素为氮元素，其最高价氧化物对应的水化物硝酸为强酸，故A正确；B．非金属性O＞N，则气态氢化物的热稳定性：b＜c，故B错误；C．c为O元素，核电荷数为8，为第二周期第VIA族元素，故C错误；D．短周期主族，电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径：Al＞N＞O＞H，故D错误；故答案为A。
11．B
【分析】由a的原子结构示意图知x=2，则a为Si，b，d都为第三周期元素，c为第二周期元素；b与c形成的化合物的化学式为b3c，b的化合价为+1价，则b为Na，c为N；c、d同主族，则d为P元素。
【详解】A．根据以上分析可得，原子序数：a>b>c，故A正确；
B．原子半径：a(Si)>d(P)>c(N)，故B错误。
C．a与c可形成化合物Si3N4，故C正确；
D．非金属性越强其最高价含氧酸的酸性越强，故c>d>a，故D正确；
答案选B。
12．C
【详解】A．氢化钠（）是离子化合物，故中存在离子键，A正确；
B．中氢元素的化合价为-1价，其离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同，B正确；
C．锂离子和的电子层排布相同，但是锂离子的核电荷数比多，所以微粒半径，C错误；
D．与反应生成氢气和，反应过程中只有氢元素的化合价发生了变化，中H元素的化合价升高，作还原剂，水中H元素的化合价降低，作氧化剂，D正确。
故选：C。
13．B
【分析】T是地壳中含量最高的金属元素，则T是Al元素，根据元素在周期表的相对位置，可知：Q是C元素，R是P元素，W是S元素，然后根据物质的性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知：Q是C，T是Al，R是P，W是S元素。
A．元素的非金属性：S>P，则元素的氢化物的稳定性：H2S>PH3，A正确；
B．T是Al，其最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，不是强碱，B错误；
C．原子核外电子层数越多，原子半径越大。C是第二周期元素，原子核外有2个电子层；Al是第三周期元素，原子核外有3个电子层，则原子半径：CD．Q是C元素，原子序数是6，W是S，原子序数是16，二者的原子序数相差10，D正确；
故合理选项是B。
14．B
【详解】A．碲处于金属区与非金属区的交界线上，其单质具有半导体的性能，A正确；
B．碲的非金属性比硫弱，则其简单氢化物的稳定性比H2S弱，B错误；
C．硫与碲在同一主族，硫可在空气中燃烧生成二氧化硫，则碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)，C正确；
D．碲的非金属性比硫弱，则其最高价氧化物的水化物H2TeO4的酸性比硫的最高价氧化物的水化物H2SO4弱，D正确；
故选B。
15．A
【分析】短周期元素X和Y的离子X2+和Y2-具有相同电子层结构，则X为Mg元素，Y为O元素。
【详解】A．电子层数相同时，原子序数越小，半径越大，则X2+的离子半径比Y2-小，A正确；
B．X为12号Mg元素，Y为8号O元素，则X的原子序数比Y大，B错误；
C．X原子有3层电子层，而Y原子有2层电子层，则X和Y原子的电子层数不相等，C错误；
D．X原子最外层电子数为2，而Y原子最外层电子数为6，则X和Y原子最外层电子数不相等，D错误；
故选A。
16．(1)第二周第ⅣA族
(2) He F HClO4
(3)Na
(4) 强 同主族，从上到下，元素原子半径逐渐增大，得电子能力减弱，元素非金属性减弱 2H2S＋O2=2S↓＋2H2O
(5) Ga(OH)3+NaOH=NaGaO2+2H2O > C
【分析】由元素在周期表的位置可知，元素①～⑧分别为H、C、O、F、Na、S、Cl、He；
【详解】（1）②是C，在周期表中的位置是第二周第ⅣA族；
（2）①～⑧中，化学性质最稳定的是，稀有气体元素He，非金属性最强元素在周期表的左上角，是F元素，同周期左到右，最高价氧化物对应水化物酸性增强，从下到上，酸性增强，所以酸性最强的是HClO4；
（3）电子层越多，半径越大，电子层一样多，核电荷数越大，半径越小，所以原子半径最大的是Na；
（4）同主族，从上到下，元素的金属性增强，非金属性减弱，所以元素③的非金属性比⑥强，同主族，从上到下，元素原子半径逐渐增大，得电子能力减弱，元素非金属性减弱，氧气和硫化氢能发生置换反应可以证明，反应方程式为：2H2S＋O2=2S↓＋2H2O；
（5）Ga(OH)3属于两性氢氧化物，与NaOH溶液生成NaGaO2，即Ga(OH)3＋NaOH=NaGaO2＋2H2O，同主族，从上到下，最高价含氧酸酸性减弱，所以酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3，金属镓的活泼性强于金属铝，应该采用电解的方法进行冶炼。
17． O2->Na+ HClO4
【解析】根据图中的化合价和原子半径的大小，可以推出x是H，y是C，z是N，d是O，e是Na，f是Al，g是S，h是Cl。
【详解】(1)x是H，H形成的阴离子为H-，H的结构示意图为；
(2)z是N，N原子的质子数为7，如果1个N原子中含8个中子，则质量数为7+8=15，其原子符号为；
(3)f是Al，e是Na，Na的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为；
(4)d是O，e是Na，d、e形成的简单离子分别为O2-、Na+，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故r(O2-)>r(Na+)；
(5)g是S，h是Cl，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：Cl>S，则最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4>H2SO4。
18． ＞ ＜ ＞ ＞ ＞ ＜
【详解】对于电子层结构相同的离子，离子的核电荷数越大，离子半径就越小。Na+、Mg2+核外电子排布都是2、8，电子层结构都是2、8，所以离子半径：Na+＞Mg2+；
对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径就越小。Al3+、O2-核外电子排布都是2、8，电子层结构都是2、8，所以离子半径：Al3+＜O2-；
离子核外电子层数越多，离子半径越大；Cl-核外电子排布是2、8、8，Cl-核外有3个电子层；F-核外电子排布是2、8，F-核外有2个电子层，所以离子半径：Cl-＞F-；
离子核外电子层数越多，离子半径越大；K+核外电子排布是2、8、8，K+有3个电子层；Mg2+核外电子排布是2、8，Mg2+有2个电子层，所以离子半径：K+＞Mg2+；
Na原子核外电子排布是2、8、1，原子核外有3个电子层；Na+核外电子排布都是2、8，有2个电子层，微粒核外电子层数越多，微粒半径就越大，所以半径：Na＞Na+；
Cl原子核外电子排布是2、8、7，是17个正电荷吸引17个负电荷；Cl-原子核外电子排布是2、8、8，是17个正电荷吸引18个负电荷，电子受到的吸引力比Cl小，所以微粒半径：Cl＜Cl-。