第 10 讲 元素周期律
知识点 1：元素性质的周期性变化规律
知识点 2：元素金属性、非金属性的周期性化规律
知识点 3：同周期、同主族元素性质递变规律
知识点 4：元素周期表和元素周期律的应用
知识点 1：元素性质的周期性变化规律
【典例 1】下列微粒半径大小关系错误的是（ ）
A．Na＞Mg＞S
B．P＞Cl＞F
C．K+＞Na+＞S2—
D．O2—＞Na+＞Al3+
【答案】C
【详解】A. 同一周期从左到右，元素原子半径依次减小，则原子半径比较：Na＞Mg＞S，
A 项正确；
B. 同一周期从左到右，元素原子半径依次减小，同主族自上而下原子半径增大，则原子半
径比较：P＞Cl＞F，B 项正确；
C. 最外层电子数相同，电子层越多离子半径越大；核外电子排布相同，核电荷数越大离子
半径越小，则原子半径比较：S2—＞K+＞Na+，C 项错误；
D. 核外电子排布相同，核电荷数越大离子半径越小，则原子半径比较：O2—＞Na+＞Al3+，C
项正确；
答案选 C。
【典例 2】已知 n+ (n+1)+ n- (n+1)-aA 、bB 、cC 、dD 均具有相同的电子层结构，关于 A、B、C、D
四种元素的叙述正确的是
A．原子半径 A＞B＞D＞C B．原子序数 a＞b＞c＞d
C．离子半径 D＞C＞B＞A D．金属性 B＞A，非金属性 D＞C
【答案】A
【分析】已知 An+、 B(n+1)+、 Cn-、 (n+1)-a b c dD 具有相同的电子层结构，则 A、B 位于同一周期，
A 在左 B 在右；C、D 位于同一周期，且 C、D 在 A、B 的上一周期，D 在左 C 在右；则：
a-n=b-(n+1)=c+n=d+(n+1)，原子序数：b＞a＞c＞d，结合元素周期律递变规律解答该题。
【详解】A.电子层数越多，原子的半径越大，同周期的元素，从左向右原子半径逐渐减小，
所以原子半径 A＞B＞D＞C，A 正确；
B.根据分析可知原子序数大小关系为：b＞a＞c＞d，B 错误；
C. An+、 B(n+1)+、 Cn-、 D(n+1)- a b c d 具有相同的电子层结构，核电荷数越大离子半径越小，核电荷
数 b＞a＞c＞d，故离子半径 D＞C＞A＞B，故 C 错误；
D.A、B 在周期表中同周期，A 在左 B 在右，同周期除零族越往左金属性越强，故金属性：
A＞B， C、D 在同一周期，D 在左 C 在右，同周期除零族越往右非金属性越强，故非金属
性： C＞D，D 错误；
故选 A。
【典例 3】A、B、C 为电子层数小于或等于 3 的元素，A 元素原子 M 层电子数为 K 层电子
1
数的2，B 元素原子 M 层电子数为次外层与最内层电子数之差，C 元素原子 L 层达稳定结构
1
所需电子数为该层电子数的3。由此推断三种元素名称分别是 A 、B 、C 。
写出 A 的阳离子的结构示意图 。写出由 A 和 B 两种元素所形成的化合物的电离方程
式 。
【答案】 钠 硫 氧 Na2S = 2Na+ + S2
【分析】A、B、C 为电子层数小于或等于 3 的元素，A 元素原子 M 层电子数为 K 层电子数
1
的2，说明 A 有三个电子层，第三个电子层上有 1 个电子，A 为 Na 元素；B 元素原子 M 层
电子数为 8-2=6 1，则 B 为 S 元素；C 元素原子 L 层达稳定结构所需电子数为该层电子数的3，
则 C 为 O 元素，综上 A、B、C 分别为 Na、S、O。
【详解】由分析知，A、B、C 的名称分别为钠、硫、氧；Na+由 Na 失去一个电子得到，则
Na+的结构示意图为 ；A 和 B 两种元素所形成的化合物为Na2S，它在水溶液和熔融
状态下均能完全电离，电离方程式：Na2S = 2Na+ + S2 。
【变式 1】下列有关原子结构、元素性质的说法正确的是( )
A．Si、P、S、Cl 元素的单质与氢气化合越来越容易
B．元素原子最外层电子数越多，元素金属性越强
C．元素周期表共有 18 列，第 3 列是第ⅠB 族，第 17 列是第ⅦA 族
D．F、O、Mg、Na 原子半径逐渐减小
【答案】A
【详解】A．Si、P、S、Cl 为同周期元素，非金属性依次增强，所以单质与氢气化合越来越
容易，A 正确；B．元素原子最外层电子数越多，失去电子能力越弱，金属性越弱，B 错误；
C．元素周期表共有 18 列，第 3 列是第ⅢB 族，第 17 列是第ⅦA 族，C 错误；D．F、O、
Mg、Na 原子半径逐渐增大，D 错误；答案选 A。
【变式 2】下列有关原子结构及元素周期律的叙述不正确的是
A．原子半径：Na＞O，离子半径：r(Na+)B．碘的两种核素 131I 和 137I 的核外电子数之差为 6
C．P 和 As 属于第 V A 族元素，H3PO4的酸性强于 H3AsO4的酸性
D．Na、Mg、Al 三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱
【答案】B
【分析】A、同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大；电子层结构相
同，核电荷数越大离子半径越小；
B、碘的两种核素 131I 和 137I 的核外电子数相等；
C、非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强；
D、Na、Mg、Al 位于同周期，金属性逐渐减弱。
【详解】A、同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径
Na＞O ，Na+和 O2-电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径
r(Na+)B、碘的两种核素 131I 和 137I 的核外电子数相等，核外电子数之差为 0，故 B 错误；
C、非金属性 P>As，所以 H3PO4的酸性强于 H3AsO4的酸性，故 C 正确；
D、Na、Mg、Al 位于同周期，金属性逐渐减弱，则失电子能力和最高价氧化物对应水化物
的碱性均依次减弱，故 D 正确；
故答案选 B。
【点睛】核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小；同周期自左而右原子半
径减小，元素的金属性减弱；同主族自上而下原子半径增大，元素的金属性增强。
【变式 3】下列有关微粒半径大小关系比较中，正确的是
A．r(Cu)＞r(Cu+)＞r(Cu2+)
B．原子 X 与 Y 的原子序数 X＞Y，则原子半径一定是 X＜Y
C．微粒 X+与 Y-的核外电子排布相同，则离子半径：X+＞Y-
D．同一主族非金属原子半径 X＞Y，则非金属性：X＞Y
【答案】A
【详解】A．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；同一元
素不同粒子，核外电子数越多，半径越大；r(Cu)＞r(Cu+)＞r(Cu2+)，A 正确；
B．原子 X 与 Y 的原子序数 X＞Y，若 X 周期数大于 Y，则原子半径 X>Y，B 错误；
C．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；微粒 X+与 Y-的
核外电子排布相同，则离子半径：X+D．同一主族随原子序数变大，原子半径变大；同一主族非金属原子半径 X＞Y，则原子序
数 X＞Y，非金属性：X故选 A。
【变式 4】X 元素的简单阳离子和 Y 元素的简单阴离子的核外电子层结构相同，下列叙述正
确的是
A．简单离子半径：X>Y B．原子半径：XC．原子序数：X【答案】D
【分析】X 元素的简单阳离子和 Y 元素的简单阴离子的核外电子层结构相同，则 X 在 Y 的
下一周期。
【详解】A．具有相同核外电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，由分析可知，
X 元素的核电荷数大于 Y，则离子半径：XB．电子层数越多，原子半径越大，X 位于 Y 的下一个周期，则原子半径：X>Y，B 错误；
C．由分析可知原子序数：X>Y，C 错误；
D．同周期元素从左到右，最外层电子数依次增大，X 形成阳离子，Y 形成阴离子，则 X 最
外层电子数小于 4，Y 最外层电子数大于 4，所以原子最外层电子数：X答案选 D。
【变式 5】科学家根据元素周期律和原子结构理论预测出原子序数为 114 的元素的存在，下
面关于它的原子结构和性质预测不正确的是（ ）
A．该元素原子的最外层电子数为 4
B．它的原子半径比第 115 号元素的原子半径小
C．它的金属性比铅强
D．其常见价态为+2、+4
【答案】B
【分析】根据每周期能容纳的最多原子个数来进行推断 114 号元素的位置，第一周期至第七
周期最多能容纳的原子数是：2、8、8、18、18、32、32；可知 114 号元素位于第七周期第
IVA 族。
【详解】A．该元素位于第七周期第 IVA 族，最外层电子数为 4，故 A 正确；
B．114 号元素位于 115 号元素左侧，在同一周期，原子半径从左到右依次减小，故 B 错误；
C．根据推算：铅位于 114 号元素的上一周期同一族，故根据元素周期律，金属性，114 号
元素比铅强，故 C 正确；
D．114 号元素位于第 IVA 族，与 C 同族，故具有相似的性质，由碳元素知，常见价态为
+2、+4，故 D 正确；
答案选 B。
【变式 6】下列微粒半径大小关系正确的是
A．F > Cl > Br > I B．Na < Mg < Al < Si < P < S < Cl
C．Na < Na+、Cl < Cl D．O2 > F > Na+ > Mg2+ > Al3+
【答案】D
【详解】A．同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径由大到小的顺序为碘、
溴、氯、氟，A 错误；
B．同周期元素，从左至右，原子半径依次减小，原子半径由大到小顺序为Na、Mg、Al、Si
、P、S、Cl，B 错误；
C．同种元素的微粒，核外电子数越多，半径越大，钠原子半径大于钠离子，C 错误；
D．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径由大到小的顺序为
氧离子、氟离子、钠离子、镁离子、铝离子，D 正确；
故选 D。
【变式 7】原子序数大于 4 的两种主族元素形成的离子分别为X +、Y ，二者核外电子层
结构相同，则下列关于 X、Y 的叙述正确的是
A．X 的原子序数小于 Y 的原子序数
B．X、Y 的核电荷数之差是
C．X 和 Y 处于同一周期
D．Y 元素与 X 元素的族序数之差是8
【答案】D
【详解】A．因为X +和Y 的电子层结构相同，所以在元素周期表中 X 位于 Y 的下一周期，
即 X 的原子序数大于 Y 的原子序数，A 错误；
B．设 X 的原子序数为 x，Y 的原子序数为 y，因X +和Y 的电子排布相同，所以
= + ， = + ，X、Y 的核电荷数之差是 + ，B 错误；
C．X 和 Y 处于相邻周期，不可能在同一周期，C 错误；
D．主族元素的最高正化合价=元素所在族的族序数(除氧、氟外)，所以 Y 元素与 X 元素的
族序数之差是(8 ) = 8 ，D 正确；
故选 D。
知识点 2：元素金属性、非金属性的周期性化规律
【典例 1】一种新型漂白剂结构如图，其中 W、Y、Z 为不同周期不同主族的短周期元素，
且 Y 的最外层电子数等于 W 和 Z 最外层电子数之和；W、X 对应的简单离子核外电子排布
均与Ne原子相同。下列叙述正确的是
A．元素 Y 的最高价氧化物对应水化物为弱酸
B．化合物中所有元素粒子均满足 8 电子稳定结构
C．工业上通过电解熔融的WX来制得 W
D．常温下单质 Y 为气态
【答案】A
【分析】由于 W、Y、Z 为不同周期不同主族的短周期元素，所有有一种元素为 H，由于 W
形成 W2+，所有 W 是 Be 或 Mg 元素，W、X 对应的简单离子核外电子排布均与Ne原子相
同，所以 W 为 Mg，X 为 O 元素，根据该漂白剂的结构可知，Y 和 Z 中是氢元素的应该是
Z，所以 Z 为 H 元素，由于 Y 的最外层电子数等于 W 和 Z 最外层电子数之和，则 Y 的最外
层电子数为 3，且与 Mg 和 H 不同周期，因此 Y 为 B，所以总结一下 X 为 O 元素、Y 为 B
元素，Z 为 H 元素，W 为 Mg 元素，据此分析：
【详解】A．Y 的最高价氧化物对应水化物为 H3BO3，H3BO3是弱酸，A 正确；
B．H 元素不满足 8 电子结构，B 错误；
C．工业上制镁是电解熔融的氯化镁，不是氧化镁，C 错误；
D．常温下硼单质为固态，D 错误；
故选 A。
【典例 2】X、Y、Z、W 为 1~18 号中的元素，且原子序数依次增大，X 元素的的一种原子
1
中不含中子，Y 是地壳中含量最大的元素，Z 元素原子的最外层电子数为电子层数的3，W
的单质为黄绿色。下列说法正确的是
A．X 与 Y 形成的化合物只有一种
B．Z 在 W 单质中燃烧能产生白雾
C．电解熔融 Z 和 W 形成的盐可以制备 Z
D．Z 和 Y 形成的化合物一定属于碱性氧化物
【答案】C
【分析】X、Y、Z、W 为 1~18 号中的元素，且原子序数依次增大，X 元素的的一种原子中
不含中子，X 是 H，Y 是地壳中含量最大的元素，Y 为 O，Z 元素原子的最外层电子数为电
1
子层数的3，Z 为钠，W 的单质为黄绿色，W 为 Cl。
【详解】A． X 与 Y 形成的化合物不只一种，如 H2O、H2O2，故 A 错误；
B． 钠在氯单质中燃烧能产生白烟，生成的氯化钠在常温下呈固态，故 B 错误；
C． 电解熔融氯化钠可以制备钠，故 C 正确；
D． Z 和 Y 形成的化合物不一定属于碱性氧化物，如 Na2O2，故 D 错误；
故选 C。
【典例 3】以下能作为非金属强弱判断依据的是
A．工业法制硅单质：SiO2+2C高温Si+2CO↑ B．沸点：H2O＞H2S
C．氟气通入水中：2F2+2H2O=4HF+O2 D．酸性：HCl＞H2SO3
【答案】C
【详解】A．高温下 C 与二氧化硅的反应不能证明 C 的非金属性强于 Si，故 A 不符合题意；
B．氢化物的沸点不能证明元素的非金属性强弱，故 B 不符合题意；
C．F2能与水反应置换出氧气，说明 F2的氧化性强于 O2，能说明 F 的非金属性强于 O，故
C 符合题意；
D．HCl 不是 Cl 的最高价含氧酸，H2SO3也不是 S 的最高价含氧酸，不能比较 Cl 和 S 的非
金属性，故 D 不符合题意。
答案选 C。
【变式 1】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是
A．Mg与冷水较难反应，Ca与冷水较易反应，推测Be(铍)与冷水更难反应
B．HCl在 1500℃时分解，HI在 230℃时分解，推测HBr的分解温度介于二者之间
C．随核电荷数递增，第ⅠA 族元素单质的沸点逐渐降低，推测随核电荷数递增，第ⅦA
族元素单质的沸点也逐渐降低
D．H3PO4是中强酸，H2SO4是强酸，推测HClO4是强酸
【答案】C
【详解】A．Ca 的金属性比 Mg 强，Ca 与冷水反应更剧烈，而 Be 的金属性比 Mg 弱，可推
测 Be 与冷水更难反应，推测合理，A 正确；
B．Cl 的非金属性比 I 的强，HCl 的分解温度比 HI 高，而 Br 的非金属性比 I 强而比 Cl 弱，
所以 HBr 稳定性介于 HI 与 HCl 之间，则 HBr 的分解温度介于二者之间，推测合理，B 正
确；
C．随着核电荷数递增，第ⅠA 族元素单质除氢外为金属单质，形成的是金属晶体，金属晶体
的沸点和金属键有关，沸点逐渐降低，第ⅦA 族元素和单质形成的是分子晶体，分子晶体
熔沸点和分子间作用力有关，随着核电荷数递增，第Ⅶ族元素单质的沸点逐渐升高，推测
不合理，C 错误；
D．S 的非金属性比 P 强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故 H2SO4酸性比 H3PO4
强，而 Cl 的非金属性比 S 强，HClO4酸性比 H2SO4强，HClO4是强酸，推测合理，D 正确；
故选 C。
【变式 2】如图是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系，下列说法正确的是
A．最高价氧化物对应的水化物的碱性：Z＜M
B．M 的氧化物属于碱性氧化物，N 的氧化物属于酸性氧化物
C．X、Y 两种元素简单气态氢化物的稳定性：X>Y
D．简单离子的半径：Z【答案】D
【分析】同周期主族元素从左到右,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，题图中元素均位于短周期，则前 7 种元素处于第二周期，后 7 种元素处于第三周期，
结合原子序数可知 X 为 O，Y 为 F，Z 为 Na，M 为 Al，N 为 Si，R 为 Cl，据此分析：
【详解】A．元素的金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，Z 的金属性强于
M，所以最高价氧化物对应的水化物的碱性：Z＞M，A 错误；
B．M 的氧化物为氧化铝，是两性氧化物，B 错误；
C．元素的非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，则简单气态氢化物稳定性HF> H2O，
C 错误；
D．离子核外电子结构相同时，原子序数越小，离子半径越大，因此简单离子的半径：
Z故选 D。
【变式 3】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是
选项 事实 推测
A Mg 与冷水较难反应，Ca 与冷水较易反应 Be(铍)与冷水更难反应
B 铬(Cr)的金属性位于锌和铁之间 铬能与稀盐酸发生反应
C HCl 在 1500℃时分解，HI 在 230℃时分解 HBr 的分解温度介于二者之间
D H2O 的沸点比 H2S 的高 H2S 的沸点比 H2Se 的高
【答案】D
【详解】A．Be(铍)、Mg、Ca 为同主族元素，从上到下金属性越来越强。根据 Mg 与冷水
较难反应，可推测 Be 与冷水更难反应，A 正确；
B．铁和锌均能与盐酸反应，铬(Cr)的金属性位于锌和铁之间，铬能与稀盐酸发生反应，B
正确；
C．Cl、Br 和 I 位于同主族，同主族元素从上到下非金属性越来越弱，形成氢化物的稳定性
越来越弱，HBr 的分解温度介于二者之间，C 正确；
D．H2O 的沸点因为氢键出现异常，硫化氢的相对分子质量小于硒化氢，故范德华力小，H2S
的沸点比 H2Se 的低，D 错误；
故选 D。
【变式 4】根据元素周期表和元素周期律的知识，下列说法正确的是
A．稳定性：H2O＞H2S B．失电子能力：Al＞Na
C．酸性：H2SO4＞HClO4 D．碱性：Mg(OH)2＞NaOH
【答案】A
【详解】A．元素非金属性越强，气态氢化物稳定性越强，非金属性：O＞S，所以稳定性：
H2O＞H2S，故 A 正确；
B．原子半径：Na＞Al，失电子能力：Na＞Al，故 B 错误；
C．元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属性：Cl＞S，所以酸
性：HClO4＞H2SO4，故 C 错误；
D．元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物碱性越强，金属性：Na＞Mg，所以碱性：
NaOH＞Mg(OH)2，故 D 错误；
答案选 A。
【变式 5】X、Y 是元素周期表ⅠA 族中的两种金属元素，下列叙述中能说明 X 的金属性比 Y
强的是
A．Y 与水反应比 X 与水反应更剧烈 B．Y+离子的氧化性比 X+离子强
C．YOH 的碱性比 XOH 强 D．Y 的原子半径比 X 大
【答案】B
【详解】A、Y 与水反应比 X 与水反应更剧烈说明 Y 的金属性强于 X，A 错误；
B、Y+离子的氧化性比 X+离子强能说明 X 的金属性比 Y 强，B 正确；
C、YOH 的碱性比 XOH 强说明 Y 的金属性强于 X，C 错误；
D、同主族元素，半径越大，越易失电子，金属性越强，Y 的原子半径比 X 大说明 Y 的金
属性强于 X，D 错误；
故答案为 B。
【变式 6】下列叙述中能说明金属 X 比金属 Y 的活泼性强的是( )
A．1 mol X 从酸中置换生成的 H2比 1 mol Y 从酸中置换生成的 H2多
B．X 原子电子层数比 Y 原子的电子层数多
C．X 原子最外层电子数比 Y 原子的最外层电子数少
D．常温时，X 能从酸中置换出氢，而 Y 不能
【答案】D
【详解】A．金属的活泼性与从酸中置换出的 H2 多少无关，如 1molAl 可置换出 1.5molH2，
1molNa 可置换出 0.5molH2，但 Na 活泼，选项 A 错误；
B、金属的活泼性取决于失电子的能力，与电子层数目无关，如 Cu 原子核外有 4 个电子层，
Na 核外有 3 个电子层，但 Na 比 Cu 活泼，选项 B 错误；
C、金属的活泼性取决于失电子的能力，而与原子的最外层电子数目的多少无关，如 Ca 最
外层有 2 个电子，Li 最外层有 1 个电子，但 Ca 较 Li 活泼，选项 C 错误；
D、常温时，X 能从酸中置换出氢，而 Y 不能，可说明 X 比 Y 活泼，选项 D 正确；
答案选 D。
【变式 7】一种麻醉剂的结构式如图所示。元素 X 的原子核只有 1 个质子，元素 Y、Z、W
的原子序数增大，且均位于 X 的下一周期，元素 E 的原子比元素 W 的原子多 8 个电子。下
列说法错误的是
A．离子半径：E > W > Z B．非金属性：Y < Z < W
C．ZW2中，Z的化合价为+2价 D．X、Z、E能形成具有漂白性的化合物
【答案】A
【分析】由题干信息可知，X 的原子核只有 1 个质子，则 X 为 H 元素；元素 Y、Z、W 原
子序数依次增大，且均位于 X(氢)的下一周期，分子结构中 Y 形成 4 条共价键、Z 形成 2 条
共价键、W 形成 1 条共价键，推知 Y 为 C 元素、Z 为 O 氧元素、W 为 F 元素；元素 E 的原
子比 W(氟)原子多 8 个电子，故 E 的质子数为 9+8=17，则 E 为 Cl 元素，据此分析解题。
【详解】由分析可知，X 为 H、Y 为 C、Z 为 O、W 为 F、E 为 Cl；
A．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，离子的电子层越多，离子半径
越小，故离子半径 Cl-＞O2-＞F-即 E＞Z＞W，A 错误；
B．同周期元素，从左至右，非金属性增强，因而非金属性 C＜O＜F 即 Y＜Z＜W，B 正确；
C．由分析可知，W 为 F、Z 为 O，且 O 的非金属性弱于 F，OF2中 O 的化合价为+2 价，C
正确；
D．由分析可知，X 为 H、Z 为 O、E 为 Cl，故 H、O、Cl 可组成次氯酸 HClO，具有漂白
性，D 正确；
故答案为：A。
【变式 8】X、Y、Z、M、W 为五种短周期元素，它们的原子序数与其某种常见化合价的关
系如图所示，对应坐标分别为(a，+5)、(b，-2)、(c，+1)、(d，+3)、(e，+7)。
下列说法不正确的是
A．最高价含氧酸的酸性：W > X
B．气态氢化物的稳定性：X > Y > W
C．简单离子半径大小：W > X > Y > Z > M
D．Y 与 X 或 W 均可形成两种以上的二元化合物
【答案】B
【分析】X 原子序数最小，常见化合价为+5 价，X 为 N，Y 原子序数大于 N，常见化合价
为-2 价，Y 为 O，Z 原子序数大于 O，常见化合价为+1 价，Z 为 Na，M 原子序数大于 Na，
常见化合价为+3 价，M 为 Al，W 原子序数大于 Al，常见化合价为+7 价，W 为 Al。
【详解】A．Cl 的非金属性强于 N，则最高价含氧酸的酸性 HClO4>HNO3，A 正确；
B．非金属性 O>Cl>N，则气态氢化物的稳定性 H2O>HCl>NH3，B 错误；
C．离子的电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径越小，
则离子半径 Cl->N3->O2->Na+>Al3+，C 正确；
D．O 可与 N 形成 NO、NO2、N2O5，可与 Cl 形成 Cl2O、ClO2、Cl2O3等，D 正确；
故答案选 B。
【变式 9】由四种短周期元素 X、Y、Z、R 构成的分子结构如图所示，其中所有原子均达到
8 电子稳定结构。四种元素位于不同主族，R 的内层电子数比其最外层电子数多 3；X、Y、
Z 同周期，Z 的原子半径为三者中最小，Y 的非金属性为三者中最弱。下列有关叙述正确的
是
A．氢化物的沸点：YB．氧化物对应水化物的酸性：R>X>Y
C．X、Y、R 三种元素都可以形成多种氧化物
D．离子半径：Z【答案】C
【分析】R 的内层电子数比其最外层电子数多 3，且结构式中 R 形成 1 个键，最外层是 7 个
电子，R 是 Cl 元素，X、Y、Z 同周期位于第二周期，X 形成 3 个键，最外层是 5 个电子，
X 是 N 元素，Y 形成两个单键和一个双键，最外层应该是 4 个电子，Y 是 C 元素，Z 形成
的是双键，最外层是 6 个电子，Z 是 O 元素。
【详解】A．没有说明最简单氢化物的沸点，C 的氢化物有很多种，故 A 错误；
B．没有说明是最高价氧化物对应的水化物，故 B 错误；
C．X 可以形成 NO 和 NO2，Y 可以形成 CO 和 CO2，Z 可以形成 Cl2O 和 ClO2等多种氧化
物，故 C 正确；
D．离子半径是 Cl->N3->O2-，故 D 错误；
答案选 C。
【变式 10】为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器
已略去，气密性已检验)。以下说法错误的是
A．m 的作用是平衡气压，便于液体顺利留下
B．装置中 NaOH 溶液的作用是吸收尾气，防止污染空气
C．装置 B 中溶液变黄说明氧化性 Cl2>Br2；装置 E 中溶液变蓝说明氧化性 Br2>I2
D．当检验氧化性 Br2>I2时，需要采用控制变量的思想
【答案】C
【分析】打开 K1，关闭 K2，K3，打开活塞 a，滴加浓盐酸在 A 中与 KMnO4 反应生成 Cl2，
进入 E 中与 KI 反应，验证 Cl2与 I2的氧化性强弱；关闭 K1，打开 K2，K3，氯气进入 B 和 C
中，与 NaBr 反应，当 B 和 C 中的溶液都变为黄色时，证明 BC 中的 NaBr 中均有少量氯气
进入，关闭 K3，继续向 B 中通入 Cl2，当 B 中溶液由黄色变为棕红色时，证明 NaBr 已被反
应完全，验证氯气和溴的氧化性强弱，关闭活塞 a，停止产生氯气，最后实验Ⅳ，打开活塞
b，使 C 中反应生成的溴进入 D 中，验证溴的氧化性强于碘，据此分析解题。
【详解】A．m 仪器为恒压滴液漏斗，可平衡气压，便于液体顺利留下，A 正确；
B．根据分析可知，装置 E 和 B 上方浸有氢氧化钠溶液的棉花可吸收多余尾气，防止污染环
境，B 正确；
C．単从实验 E 中现象：溶液变蓝，不能说明氧化性：Br2>I2，需要关闭活塞 a，不再产生氯
气后，再打开活塞 b，使 C 中反应生成的溴进入 D 中，才能验证溴的氧化性强于碘，C 错
误；
D．结合分析可知，验证氧化性 Br2>I2时，需要采用控制单一变量的思想，排除氯气的干扰，
D 正确；
答案选 C。
【变式 11】随着原子序数的递增，8 种短周期元素(用英文字母表示)原子半径的相对大小、
最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。
(1)元素 y 在元素周期表中的位置是 。
(2)元素 x、z 可形成含 10 电子的分子，其分子式为 。元素 d、e 形成的简单离子，
半径较大的离子是 (填离子符号)。
(3)元素 g、h 的最高价氧化物的水化物的酸性较强的是 (填化学式)。
(4)元素 e、f 的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为 。
(5)化合物 e3z 遇水反应生成氨气(NH3)和一种强碱，反应的化学方程式为 。
【答案】(1)第 2 周期第ⅣA 族
(2) NH3 O2-
(3)HClO4
(4)Al(OH) +OH-=AlO-3 2+2H2O
(5)Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑
【分析】8 种短周期元素中，d、g 均有-2 价，二者处于ⅥA 族，而 g 的原子序数较大，故 d
为 O 元素、g 为 S 元素；y 有+4 价，其处于ⅣA 族，原子序数小于 d(氧)，故 y 为 C 元素；
z 的原子序数介于 y(碳)、d(氧)之间，故 z 为 N 元素；e 有+1 价，其处于 IA 族，原子序数大
于 d(氧)，故 e 为 Na；f 有+3 价，处于ⅢA 族，原子序数大于 e(钠)，故 f 为 Al；h 有-1 价，
原子序数大于 g(硫)，故 h 为 Cl；x 有+1 价，处于 IA 族，其中原子半径小于 y(氮)，故 x 为
H 元素，综上分析可知，x 为 H、y 为 C、z 为 N、d 为 O、e 为 Na、f 为 Al、g 为 S、h 为
Cl，据此分析解题。
【详解】（1）由分析可知，y 为 C，故元素 y 在元素周期表中的位置是第 2 周期第ⅣA 族，
故答案为：第 2 周期第ⅣA 族；
（2）由分析可知，x 为 H，z 为 N，故元素 x、z 可形成含 10 电子的分子式为 NH3；d 为
O，e 为 Na，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：O2-＞
Na+，故答案为：NH ；O2-3 ；
（3）由分析可知，g 为 S，h 为 Cl，已知非金属性：S＜Cl，故元素 g、h 的最高价氧化物的
水化物的酸性较强的是 HClO4，故答案为：HClO4；
（4）由分析可知，e 为 Na，f 为 Al，元素 e、f 的最高价氧化物的水化物即 NaOH 和 Al(OH)3
之间发生反应的离子方程式为 Al(OH) -3+OH =AlO-2+2H2O，故答案为：Al(OH)3+OH-=AlO-2
+2H2O；
（5）由分析可知，e 为 Na，z 为 N，化合物 e3z 即 Na3N 遇水反应生成氨气(NH3)和一种强
碱，根据质量守恒可知，该强碱为 NaOH，故该反应的化学方程式为
Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑，故答案为：Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑。
知识点 3：同周期、同主族元素性质递变规律
【典例 1】下列叙述正确的是
A．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强
B．Li、Na、K 的原子半径和密度随原子序数的增加而增大
C．C、P、S、Cl 的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
D．根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7 价
【答案】C
【详解】A．非金属性是指原子的得电子能力，而单质的活泼性还与单质的结构有关，A 错
误；
B．Li、Na、K 的密度大小为 Na>K>Li，B 错误；
C．C、P、S、Cl 的非金属性逐渐增强，则其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，C 正
确；
D．卤族元素中 F 元素无正价，D 错误；
故选 C。
【典例 2】下列排列顺序正确的是
A．酸性：H2SO4>HClO4>HCl
B．微粒半径：Fe(OH) 胶粒>K+3 >Cl->Na+
C．稳定性：HF>H2O>NH3>CH4
D．氢化物的沸点：H2Se>H2S>H2O
【答案】C
【详解】A．非金属氧化性越强，最高价含氧酸酸性越强，氧化性 Cl 大于 S，则酸性 HClO4＞
H2SO4，A 错误；
B．粒子半径大小，电子层越多，半径越大，当电子层数相同，核电荷数越多，半径越小，
Cl-＞K+＞Na+，B 错误；
C．非金属氧化性越强，气态氢化物稳定性越强，氧化性 F＞O＞N＞C，则稳定性
HF>H2O>NH3>CH4，C 正确；
D．H2O 分子间存在氢键，增加了氢化物的熔沸点，H2O＞H2Se>H2S，D 错误；
故答案为：C。
【典例 3】用如图装置能达到相应实验目的是
选项 试剂 A 试剂 B 试剂 C 实验目的
A 稀盐酸 NaHCO3 澄清石灰水 验证得电子能力 Cl>C
B 浓氨水 生石灰 酚酞 验证 NH3·H2O 是弱碱
C 氯水 淀粉 KI 溶液 NaOH 溶液 证明氧化性 Cl2>I2
D 稀硝酸 CaCO3 Na2SiO3 溶液 验证得电子能力 N>C>Si
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A．验证得电子能力 Cl＞C，要用最高价氧化物对应水化物的强酸制弱酸，即将盐
酸改为高氯酸，故 A 不符合题意；
B．NH3·H2O 能使酚酞变红，只能验证 NH3·H2O 是碱，不能证明是弱碱，故 B 不符合题意；
C．氯气能使淀粉 KI 变蓝，说明生成了单质碘，则证明氧化性 Cl2＞I2，故 C 符合题意；
D．由于硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸能与硅酸钠反应生成硅酸，因此无法验证得电子能
力 N＞C＞Si ，故 D 不符合题意。
综上所述，答案为 C。
【典例 4】某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
(1)I．将钠、钾、镁、铝各 1mol 分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：
与盐酸反应最剧烈， 与盐酸反应的速度最慢； 与盐酸反应产生的气体最多。(用元素
符号或化学式回答)
(2)向 Na2S 溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明 Cl 的非金属性比 S 强，反应的离子方程式
为 。
II．利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
(3)仪器 A 的名称为 ，干燥管 D 的作用为 。
(4)若要证明非金属性：Cl＞I，则 A 中加 (填试剂名称)，B 中加 KMnO4，C 中加淀粉—碘化
钾混合溶液，观察到 C 中溶液的 现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少
尾气处理装置，可用 (填化学式)溶液吸收尾气。
【答案】(1) K Al Al
(2)S2-+Cl2=S↓+2Cl-
(3) 分液漏斗 防止倒吸
(4) 浓盐酸 变蓝 NaOH
【详解】（1）同一周期元素，金属性随着原子序数增大而减弱，同一主族元素，金属性随着
原子半径的增大而增强，元素的金属性越强，其单质与酸或水反应越剧烈，金属性 K＞Na＞
Mg＞Al，则 K 与盐酸反应最剧烈、Al 与盐酸反应速率最慢，1mol 钠、钾、镁、铝分别产生
的氢气是 0.5mol、0.5mol、1mol、1.5mol，即铝产生的氢气最多；
（2）氯气具有强氧化性，与硫化钠反应的离子方程式为 Cl 2- -2+S ＝2Cl +S↓；
（3）根据仪器构造，A 是分液漏斗；球形干燥管 D 能够防止倒吸，可以避免 C 中液体进入
锥形瓶中；
（4）常温下高锰酸钾能把浓盐酸氧化为氯气，氯气能把碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉显
蓝色，则观察到 C 中溶液溶液变蓝；氯气是一种有毒气体，必须进行尾气吸收，氯气能够与
氢氧化钠溶液反应，可以使用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气。
【变式 1】As 与 Ga 同周期，As 与 N 同主族，Ga 与 Al 同主族。下列事实不能用元素周期律
解释的是
A．非金属性：As＞Ga B．碱性：Ga(OH)3＞Al(OH)3
C．酸性：H3AsO4＞H3AsO3 D．热稳定性：NH3＞AsH3
【答案】C
【分析】As 与 Ga 同周期，As 与 N 同主族，As 与 N 都位于第ⅤA 族，Ga 与 Al 同主族，Ga
与 Al 都位于第ⅢA 族。
【详解】A．同周期从左到右主族元素的非金属性逐渐增强，非金属性 As＞Ga 能用元素周
期律解释，A 项不选；
B．同主族从上到下元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，金
属性：Ga＞Al，碱性：Ga(OH)3＞Al(OH)3 能用元素周期律解释，B 项不选；
C．H3AsO4、H3AsO3 都是 As 的含氧酸，H3AsO4 中非羟基氧的个数为 1，H3AsO3 中非羟基氧的
个数为 0，含氧酸中非羟基氧的个数越大、酸性越强，故酸性：H3AsO4＞H3AsO3，不能用元
素周期律解释，C 项选；
D．同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，非金属
性：N＞As，热稳定性：NH3＞AsH3 能用元素周期律解释，D 项不选；
答案选 C。
【变式 2】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测错误的是
选项 事实 推测
A Na 与冷水较易反应，Mg 与冷水较难反应 Al 与冷水更难反应
B Mg 与 Cl 形成离子键，Al 与 Cl 形成共价键 Si 与 Cl 形成共价键
C Si 是半导体材料，同族的 Ge 是半导体材料 该族元素的单质都是半导体材料
D HCl 在1500℃时分解，HI 在230℃时分解 HBr 的分解温度介于二者之间
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A．同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，Na 与冷水较易反应，Mg 与冷水较难反
应，因此 Al 与冷水更难反应，故 A 正确；
B．一般情况下，活泼金属与活泼非金属容易形成离子键，Mg 与 Cl 形成离子键，Al 与 Cl 形
成共价键，因此 Si 与 Cl 形成共价键，故 B 正确；
C．第ⅣA 族元素有些没有位于金属元素和非金属元素分界线处，因此第ⅣA 族元素不都是
半导体材料，如碳是非金属，铅是金属，不是半导体材料，故 C 错误；
D．非金属性越强，氢化物越稳定，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，HCl 在1500℃时分
解，HI 在230℃时分解，因此 HBr 的分解温度介于二者之间，故 D 正确；
答案选 C。
【变式 3】氯化溴(BrCl)化学性质与卤素单质相似，能与大多数金属反应生成金属卤化物，跟
水反应的化学方程式为：BrCl＋H2O=HCl+HBrO。下列有关 BrCl 的说法错误的是
A．和 NaOH 溶液反应生成 NaCl、NaBrO 和 H2O
B．BrCl 与钠反应，化学方程式是 2Na+BrCl=NaCl+NaBr
C．BrCl 具有较强的氧化性
D．与水反应时 BrCl 既是氧化剂又是还原剂
【答案】D
【详解】A．氯化溴(BrCl)化学性质与卤素单质相似，和 NaOH 溶液反应生成 NaCl、NaBrO
和 H2O，故 A 正确；
B．氯化溴(BrCl) 能与大多数金属反应生成金属卤化物，正确 BrCl 与钠反应，化学方程式是
2Na+BrCl=NaCl+NaBr，故 B 正确；
C．氯化溴(BrCl)化学性质与卤素单质相似，具有较强的氧化性，故 C 正确；
D．氯化溴(BrCl)水反应的化学方程式为：BrCl + H2O = HCl + HBrO，Cl 非金属性大于 Br，
Br 为+1 价，Cl 为-1 价，反应中元素的化合价未发生变化，该反应不是氧化还原反应，故 D
错误；
答案选 D。
【变式 4】下列结论正确的是
①微粒半径：K+＞S2-＞Cl-＞Al3+
②氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4
③离子的还原性：S2-＞Cl-＞Br-＞I-
④氧化性：F2＞Cl2＞S＞Se
⑤酸性：HCl＞H2CO3＞CH3COOH＞HClO
⑥非金属性：O＞S＞P＞Si
A．②③④ B．①③⑤ C．③④⑥ D．②④⑥
【答案】D
【详解】①Al3+比其他三种离子少一个电子层，离子半径最小，电子层结构相同时，核电荷
数越大，离子半径越小，则离子半径 S2->Cl->K+>Al3+，①错误；
②元素的非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，非金属性 F>Cl>S>P>Si，则氢化物的稳
定性 HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4，②正确；
③元素的非金属性越强，其离子的还原性越弱，非金属性 Cl>Br>I，则离子的还原性
Cl-④元素的非金属性越强，其单质氧化性越强，非金属性 F>Cl>S>Se，氧化性 F2＞Cl2＞S＞Se，
④正确；
⑤乙酸的酸性强于碳酸，⑤错误；
⑥同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，从上到下非金属性逐渐减弱，非金属性O>S>P>Si，
⑥正确；
正确的为②④⑥，故答案选 D。
【变式 5】我国拥有自主知识产权的铷(Rb)原子钟，能历时 3000 万年误差仅 1 秒。Rb 是第
五周期第ⅠA 族元素，下列关于 Rb 的说法不正确的是
A．铷元素在自然界没有游离态
B．铷元素能形成多种氧化物
C．与同周期元素53I的原子半径比较：I>Rb
D．最高价氧化物对应的水化物的碱性：RbOH>KOH
【答案】C
【详解】A．铷元素非常活泼，自然界只有化合态的铷，A 正确；
B．碱金属越活泼形成的氧化物越复杂，钠能形成氧化钠、过氧化钠，钾还能形成超氧化钾、
臭氧化钾等，铷活泼性大于钠、钾，则铷元素能形成多种氧化物，B 正确；
C．Rb 和 I 是同一周期的元素，同一周期元素，原子序数越大，半径越小，所以 I 的半径更
小，C 错误；
D．K 与 Rb 是同一主族的元素，同一主族元素，原子序数越大，金属性越强，所以 Rb 金属
性更强，金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则碱性：RbOH＞KOH，D 正
确；
答案选 C。
【变式 6】根据下表回答下列有关问题。
族
周期
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
二 ① ②
三 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
四 ⑩
(1)写出下列元素符号：① ，⑥ ，⑦ ， 。
(2)这些元素中最活泼的金属元素是 (填元素符号，下同)，最活泼的非金属元素
是 ，最不活泼的元素是 。
(3)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (填化学式，下同)，碱
性最强的是 ，呈两性的氢氧化物是 ，写出三者之间两两反应的化学方程
式： ， ， 。
(4)这些元素(除 0 族元素外)中原子半径最小的是 (填元素符号，下同)，原子半径最
大的是 。
(5)在⑧与 中，单质的化学性质较活泼的是 (填元素符号)，怎样用化学实验证
明： 。
【答案】(1) N Si S Ca
(2) K F Ar
(3) HClO4 KOH Al(OH)3 3HClO4＋Al(OH)3=Al(ClO4)3＋3H2O HClO4＋
KOH=KClO4＋H2O KOH＋Al(OH)3=K[Al(OH)4]
(4) F K
(5) Cl 将氯气通入溴化钠溶液中，溶液变为橙黄色，发生的反应为 Cl2＋2NaBr=2NaCl
＋Br2
【分析】根据元素在周期表中的位置，可知①是 N 元素、②是 F 元素、③是 Na 元素、④
是 Mg 元素、⑤是 Al 元素、⑥是 Si 元素、⑦是 S 元素、⑧是 Cl 元素、⑨是 Ar 元素、⑩
是 K 元素、 是 Ca 元素、 是 Br 元素。
【详解】（1）根据以上分析，①是 N 元素，⑥是 Si 元素，⑦是 S 元素， 是 Ca 元素。
（2）同周期从右到左金属性增强，同主族元素从上到下金属性增强，这些元素中最活泼的
金属元素是 K；同周期从左到右非金属性增强，同主族元素从上到下非金属性减弱，最活泼
的非金属元素是 F，最外层电子数为 8 的原子性质稳定，最不活泼的元素是 Ar。
（3）非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，这些元素的最高价氧化物对应的水化物中
酸性最强的是 HClO4；金属性越强，最高价氧化物的水化物碱性越强，碱性最强的是 KOH；
Al(OH)3既能与酸反应又能与碱反应，Al(OH)3呈两性；三者之间两两反应的化学方程式：3HClO4
＋Al(OH)3=Al(ClO4)3＋3H2O，HClO4＋KOH=KClO4＋H2O，KOH＋Al(OH)3=K[Al(OH)4]。
（4）电子层数越多半径越大，电子层数相同时，质子数越多半径越小，这些元素(除 0 族元
素外)中原子半径最小的是 F，原子半径最大的是 K。
（5）同主族元素从上到下非金属性减弱，在 Cl 与 Br 中，单质的化学性质较活泼的是 Cl；
将氯气通入溴化钠溶液中，溶液变为橙黄色，发生的反应为 Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，Cl 的活
泼性大于 Br。
【变式 7】某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
(1)将 NaOH 溶液与 NH4Cl 溶液混合生成 NH3·H2O，从而验证 NaOH 的碱性大于 NH3·H2O，继
而可以验证 Na 的金属性大于 N，你认为此设计是否合理，请说明理由？ 。
(2)根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。利用装置图 1 一次性完
成 N、C、Si 三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究。
①实验中A选用的物质名称为 ，B中为碳酸钙固体，C选用的物质名称为 ；
②装置 B 中出现的现象为 。
③但有同学认为该装置有缺陷，如何改进？ 。
(3)继续利用装置图 1 证明非金属性氯大于硫，选择合适药品设计实验验证。实验室中现有
药品 Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装
置 B 中所装药品为 KMnO4，装置 B 中发生反应的化学方程式为 ， 装置 C 中的实
验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为 。
【答案】 不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素的最高价氧化物的水
化物的碱性强弱比较，而 NH3 H2O 不是氮元素的最高价氧化物的水化物，无法比较。
稀硝酸 硅酸钠或硅酸钾溶液 有气泡产生，固体物质逐渐溶解 在 B、C 之间
加一个装有碳酸氢钠溶液的洗气瓶 2KMnO4+ 16HCl=2MnC12+2KC1+5C12↑+8H2O S2-
+ Cl2=S↓+2C1-
【详解】(1)将 NaOH 溶液与 NH4Cl 溶液混合生成 NH3 H2O，可以说明 NaOH 的碱性大于 NH3
H2O，但不能说明 Na 的金属性大于 N，因为要验证金属性的强弱，必须通过比较最高价氧
化物所对应的水化物的碱性来进行，而 NH3 H2O 不是氮元素的最高价氧化物的水化物，所
以不合理。故答案为：不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素的最高价氧化
物的水化物的碱性强弱比较，而 NH3 H2O 不是氮元素的最高价氧化物的水化物，无法比较。
(2)①根据题干信息：甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如
图 1 装置来一次性完成同主族元素非金属性强弱比较的实验研究，硝酸的酸性强于碳酸，碳
酸酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物酸性越强，则原子的非金属性越强，所以 A 为
稀硝酸，B 为碳酸钙或碳酸钡，C 为硅酸钠或硅酸钾溶液。故答案：稀硝酸；硅酸钠或硅酸
钾溶液。
②根据上述分析可知：装置 B 为碳酸钙能和硝酸反应生成二氧化碳、硝酸钙和水，所以装
置 B 中出现的现象是有气泡产生，固体物质逐渐溶解。故答案：有气泡产生，固体物质逐渐
溶解。
③因为硝酸具有挥发性，所以应在 B、C 之间加一个装有碳酸氢钠溶液的洗气瓶，除去挥发
出来的硝酸。故答案：在 B、C 之间加一个装有碳酸氢钠溶液的洗气瓶。
(3) 要设计实验验证非金属性： Cl> S，利用氯气与 Na2S 的氧化还原反应可验证，则装置 A
所装药品为浓盐酸，装置 B 中所装药品为 KMnO4，装置 B 中发生反应的化学方程式为：
2KMnO4+ 16HCl=2MnC12+2KC1+5C12↑+8H2O。C 中所装药品应为 Na2S 溶液，通入 Cl2 后发生
反应为：S2- + Cl2=S↓+2C1-，S 难溶于水的淡黄色固体，所以 C 中的实验现象为有淡黄色沉淀
生成。故答案为：2KMnO4+ 16HCl=2MnC12+2KC1+5C12↑+8H 2- -2O；S + Cl2=S↓+2C1 。
【变式 8】为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器
和加热装置已略去，气密性已检验)。
实验过程：
I.打开弹簧夹，打开活塞 a，滴加浓盐酸。
II.当 B 和 C 中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
III.当 B 中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞 a。
IV.……
(1)A 中利用浓盐酸和 MnO2 固体的反应制备氯气，反应的离子方程式是 。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。
(3)B 中溶液发生反应的离子方程式是 。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程 IV 的操作和现象是：打开活塞 b，将少量 C 中溶液滴入 D
中，关闭活塞 b，取下 D 振荡， 。
(5)过程 III 实验的目的是 。
(6)从原子结构角度分析氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因： 。
【答案】(1)2MnO +16H++10Cl-=2Mn2+4 +5Cl2↑+8H2O
(2)淀粉-KI 试纸变蓝
(3)Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
(4)滴入几滴淀粉溶液，溶液变蓝，或者加入少量 CCl4，静置后下层溶液变为紫红色，
(5)确认 C 的黄色溶液中无 Cl2，排除氯气对溴置换碘实验的干扰
(6)同一主族从上到下，电子层数依次增多，原子半径依次增大，元素的非金属性减弱，得
电子能力逐渐减弱
【分析】比较 Cl、Br、I 的非金属性强弱，采用置换反应进行分析，利用氧化剂的氧化性强
于氧化产物的氧化性，装置 A 制备氯气，并且验证 Cl 和 I 非金属性强弱，装置 B 验证 Cl 和
Br 非金属性强弱，浸有 NaOH 溶液的棉花，吸收氯气、溴蒸气，防止污染环境，装置 C 中
分液漏斗作用是制备溴单质，试管中验证溴、I 的非金属性强弱，据此分析；
【详解】（1）利用高锰酸钾溶液的强氧化性，将 Cl-氧化成氯气，本身被还原成 Mn2+，其离
子方程式为 2MnO 4 +16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；故答案为 2MnO
4
+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
（2）证明氯气的氧化性强于碘单质，可发生 Cl - -2+2I =2Cl +I2，淀粉遇碘单质变蓝，故答案为
淀粉-KI 试纸变蓝；
（3）装置 B 验证 Cl、Br 非金属性强弱，利用离子方程式为 Cl - -2+2Br =2Cl +Br2，Cl2 的氧化性
强于 Br2，即 Cl 的非金属性强于 Br，故答案为 Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；
（4）C 中发生 Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，因为 Br 的非金属性强于 I，则将 C 溶液滴入试管 D 中，则
发生 Br2+2I-=2Br-+I2，验证碘单质存在，操作是打开活塞 b，将少量 C 中溶液滴入 D 中，关
闭活塞 b，取下 D 振荡，滴入几滴淀粉溶液，溶液变蓝，说明有碘单质生成，或者加入少量
CCl4，静置后下层溶液变为紫红色，故答案为滴入几滴淀粉溶液，溶液变蓝，或者加入少量
CCl4，静置后下层溶液变为紫红色；
（5）验证溴的氧化性强于碘，需要避免氯气的干扰，当 B 中溶液有黄色变为棕红色时，说
明有大量的溴生成，此时应关闭活塞 a，否侧氯气过量，影响实验结论；过程Ⅲ的目的是：
确认 C 的黄色溶液中无 Cl2，排除氯气对溴置换碘实验的干扰；故答案为确认 C 的黄色溶液
中无 Cl2，排除氯气对溴置换碘实验的干扰；
（6）同一主族从上到下，电子层数依次增多，原子半径依次增大，元素的非金属性减弱，
得电子能力逐渐减弱；故答案为同一主族从上到下，电子层数依次增多，原子半径依次增大，
元素的非金属性减弱，得电子能力逐渐减弱。
【变式 9】Ⅰ．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 (填元素名称，下同)，Y 是 ，Z 是 。
(2)画出 Z 的离子结构示意图 。
(3)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 。
(4)由这三种元素或任意两种组成的三核 10 电子的分子的化学式为 ，四核 10 电子
的分子的化学式是 。
(5)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 。
Ⅱ．某同学利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
(6)仪器 A 的名称为 ，干燥管 D 的作用为 。
(7)若要证明非金属性：Cl > I，C 中为淀粉碘化钾混合溶液，B 中装有KMnO4固体，则 A 中
试剂为 ，观察到 C 中溶液 (填现象)，即可证明非金属性：Cl > I。从环境保
护的角度考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用 吸收尾气。
【答案】(1) 氢 氮 氧
(2)
(3)N2O5
(4) H2O NH3
(5)NH4NO3
(6) 分液漏斗 防止倒吸
(7) 浓盐酸 变蓝色 NaOH溶液
【分析】I．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。
【详解】（1）根据分析，X 是氢，Y 是氮，Z 是氧；
（2）Z 为氧，离子结构示意图 ；
（3）Y 是氮，Z 是氧，由 Y 和 Z 组成，且 Y 和 Z 质量比为7:20,设化合物中 N 原子数为 x，O
14 7 2
原子为 y，则16 = 20，可得 = 5，化合物的化学式是N2O5；
（4）由这三种元素或任意两种组成的三核 10 电子的分子的化学式为H2O，四核 10 电子的
分子的化学式是NH3；
（5）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NH4NO3；
（6）A 用于向容器中滴加液体，名称为分液漏斗；利用干燥管球形部分可防止倒吸；
（7）要证明非金属性是Cl > I，装置 B 中应该有Cl2生成，B 中盛有高锰酸钾，因此 A 中的液
体应为浓盐酸；C 中有碘生成，淀粉遇碘变蓝，因此 C 中溶液变为蓝色。多余的Cl2可用氢
氧化钠溶液吸收。
知识点 4：元素周期表和元素周期律的应用
【典例 1】短周期元素 Z、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。下列判断错误的是
A．T 的氧化物属于两性氧化物
B．原子半径的大小顺序：T > W
C．简单氢化物的稳定性：Z > R
D．Q 的最高价氧化物对应的水化物是一种弱酸
【答案】C
【分析】T 所处的周期序数与族序数相等，T 是 Al，故 Z 是 C，R 是 N，T 是 Al，Q 是 Si。
【详解】A．T 是 Al，其氧化物Al2O3属于两性氧化物，A 正确；
B．同一周期元素原子序数越大原子半径越小，则T(Al) > W(S)，B 正确；
C．Z 是 C，R 是 N，二者简单氢化物化学式是CH4、NH3，同一周期从左到右，非金属性越
强，简单氢化物越稳定，C 错误；
D．Q 是 Si，其最高价氧化物对应的水化物为H2SiO3，是一种弱酸，D 正确；
故选 C。
【典例 2】X、Y、Z、M、Q、R 皆为前 20 号元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所
示。说法错误的是
A．Q 位于第三周期 IA 族
B．X、Y、Z 三种元素组成的化合物可能是盐或碱
C．简单离子半径：M-﹥Q+﹥R2+
D．Z 与 M 的最高价氧化物对应水化物均为强酸
【答案】C
【详解】X、Y、Z、M、Q、R 都为前 20 号元素，且原子半径依次增大，结合各元素的主要
化合价，可以推出 X 为 H，Y 为 O，Z 为 N，M 为 Cl，Q 为 Na，R 为 Ca。
A．Q 为 Na，其位于周期表中第三周期 I A 族，A 正确；
B．X 为 H，Y 为 O，Z 为 N，这三种元素组成的物质有 NH4NO3、NH3 H2O 等，其中 NH4NO3
属于盐，NH3 H2O 属于盐，B 正确；
C．M 为 Cl，Q 为 Na，R 为 Ca，则简单离子半径大小为：Cl->Ca2+>Na+，C 错误；
D．Z 为 N，M 为 Cl，它们最高价氧化物对应的水化物分别为 HNO3、HClO4，都是强酸，D
正确；
故选 C。
【典例 3】X、Y、Z、W 为四种短周期主族元素，其中 X、Z 同族，Y、Z 同周期，W 是短周
期主族元素中原子半径最大的，X 原子最外层电子数是核外电子层数的 3 倍，Y 的最高正价
与最低负价代数和为 6。下列说法正确的是
A．Y 元素最高价氧化物对应的水化物化学式 H2YO4
B．X 与 W 形成的两种化合物中，阴.阳离子物质的量之比均为 1：2
C．Y.Z 两种元素气态氢化物中，Z 的气态氢化物最稳定
D．原子半径由小到大的顺序为：X【答案】B
【分析】X、Y、Z、W 为四种短周期主族元素，W 是短周期主族元素中原子半径最大的，则
W 为 Na 元素；X 原子最外层电子数是核外电子层数的 3 倍，只能为电子层数为 2，最外层
电子数为 6，即 X 为 O 元素，X、Z 同族，则 Z 为 S 元素；Y 的最高正价与最低负价代数和为
6，其最高价为+7 价，Y、Z 同周期，Y 为 Cl 元素；
【详解】分析可知 X 为 O 元素、Y 为 Cl 元素、Z 为 S 元素、W 为 Na 元素，
A．Y 为 Cl 元素，最高价氧化物对应水化物的化学式 HClO4，故 A 错误；
B．X 与 W 形成的两种化合物为 Na2O、Na2O2，阴、阳离子物质的量之比均为 1：2，故 B 正
确；
C．非金属性 Cl＞S，则 Y、Z 两种元素气态氢化物中，Y 的气态氢化物最稳定，故 C 错误；
D．同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大，故原子半径 X误；
故选：B。
【典例 4】1869 年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表，到现在形成的周期表经过了
众多化学家的艰辛努力，历经 142 年。元素周期表体现了元素位构性的关系，揭示了元素间
的内在联系。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题：
(1)元素 Ga 的原子结构示意图 ，镓(Ga)的氯化物与氨水反应的化学方程式
为 ，
(2)Ge 的最高价氧化物对应水化物的化学式为 ，Bi 的最高价氧化物为 。
(3)根据元素周期律，推断：
①阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是 元素(填元素符号)。
②H3AsO4、H2SeO4 的酸性强弱：H3AsO4 (填“＞”“＜”或“=”)H2SeO4。
③金属性比较：Tl (填“＞”“＜”或“=”)Sn。
④氢化物的还原性：H2S (填“＞”“＜”或“=”)H2O。
(4)工业上常从电冶铜的阳极泥中提取纳米硒。向浆化的阳极泥中通入氯气，Cu2Se 被溶液中
的 HClO 氧化为 H2SeO3 及 CuCl2，反应中 HClO 与 Cu2Se 的物质的量之比为 。
【答案】 GaCl3+3NH3 H2O=Ga(OH)3↓+3NH4Cl H2GeO3 Bi2O5
F ＜ ＞ ＞ 4：1
【详解】(1)Ga 和 Al 同主族，在 Al 的下一个周期，处于周期表中即第四周期第ⅢA 族，为
31 号元素，原子结构示意图为 ，镓的氯化物与氨水反应的化学方程式为
GaCl3+3NH3 H2O=Ga(OH)3↓+3NH4Cl；Bi 和 N 元素同主族，所以最高正价是+5 价，最高价氧
化物为 Bi2O5；
(2)Ge 的最高价氧化物对应水化物的化学式为 H2GeO3，Bi 和 N 元素同主族，所以最高正价是
+5 价，最高价氧化物为 Bi2O5；
(3)①阴影部分为 VIIA 元素，元素非金属性越强，氢化物越稳定，同主族元素从上到下元素
非金属性减弱，所以阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是 F；
②元素非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，As 和 Se 同一周期，元素从右到左非金属
性增强，酸性强弱：H3AsO4＜H2SeO4；
③同周期金属性从左到右减弱，则金属性：Tl＞Sn；
④非金属性越强，氢化物还原性越弱，非金属性 O＞S，故氢化物的还原性：H2S＞H2O；
(4)Cu2Se 被溶液中的 HClO 氧化为 H2SeO3 及 CuCl2 写出反应方程式为：
Cu2S+4HClO=H2SeO3+2CuCl2+H2O；则反应中 HClO 与 Cu2Se 的物质的量之比为 4：1。
【变式 1】X、Y、Z、W、Q 是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，Z 是地壳中含量
最高的金属元素，W 的单质是黄色固体。X、Y、W 在周期表中的相对位置关系如图所示。
下列说法错误的是
X Y
W
A．原子半径的大小：X>Y
B．气态氢化物的稳定性：Y>W
C．Q 的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．可电解 Z 与 Q 形成的化合物冶炼 Z 的单质
【答案】D
【分析】X、Y、Z、W、Q 是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，Z 是地壳中含量最
高的金属元素，Z 为 Al 元素，W 的单质是黄色固体，W 为 S 元素，Y 为 O 元素，X 为 C
元素，Q 为 Cl 元素。
【详解】A．X 为 C 元素，Y 为 O 元素，原子半径C>O，A 正确；
B．W 为 S 元素，Y 为 O 元素，非金属性：O>S，气态氢化物的稳定性：H2O>H2S，B 正
确；
C．Q 为 Cl 元素，最高价氧化物对应的水化物HClO4为强酸，C 正确；
D．Z 为 Al 元素，Q 为 Cl 元素，工业上冶炼金属 Al 不是电解AlCl3，而是电解Al2O3，D 错
误；
故选 D。
【变式 2】如表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息判断以下叙
述错误的是
元素代号 L M Q R T
原子半径/nm 0.186 0.143 0.110 0.102 0.099
最高正化合价 +1 +3 +5 +6 +7
最低负化合价 -3 -2 -1
A．上述五种元素形成的单质中沸点最低的是T2
B．Q 与 T 形成的化合物中各原子均达到 8 电子稳定结构
C．R、T 形成的简单离子的还原性：R2 >T
D．L、M 的最高价氧化物对应的水化物之间可反应生成盐
【答案】B
【分析】根据表格中的数据可知，L 的半径最大，最高正价为+1 价，则 L 为 Na，M 的半径
比 L 小，且最高正价为+3 价，则 M 为 Al，Q 的半径较小，主要化合价有+5 价和-3 价，则
Q 为 P，R 的半径比 Q 略小，且主要化合价为+6 价和-2 价，则 R 为 S，T 的半径最小，存
在+7 价和-1 价，则 T 为 Cl，即 L 为 Na，M 为 Al，Q 为 P，R 为 S，T 为 Cl，以此解题。
【详解】A．根据分析可知，T 为 Cl，其单质为氯气，沸点最低，A 正确；
B．由分析可知，Q 为 P，T 为 Cl，两者形成的 PCl5 中，P 原子没有达到 8 电子稳定结构，
B 错误；
C．由分析可知，R 为 S，T 为 Cl，两者形成的简单离子的电子排布相同，其中 S 的原子序
数小，半径大，C 正确；
D．由分析可知，L 为 Na，M 为 Al，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化钠和氢氧
化铝，两者可以形成偏铝酸钠，D 正确；
故选 B。
【变式 3】下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z 均为短周期主族元素，Y 的最高正价
与最低负价绝对值相等。下列说法正确的是
A．W、X 的原子序数之差可能为 7
B．W、Y、Z 的简单气态氢化物中，W 的简单气态氢化物最稳定
C．简单离子半径：X>W
D．X 的最高价氧化物对应的水化物一定是强碱
【答案】B
【分析】W、X、Y、Z 均为短周期主族元素，Y 的最高正价与最低负价绝对值相等，则 Y
为ⅣA 族元素，Y 为硅，那么 W 为氮、Z 为磷、X 为镁；
【详解】A．由分析可知，W、X 的原子序数之差不会是 7，A 错误；
B．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属
性变弱；非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，W、Y、Z 的简单气态氢化物中，W 的
简单气态氢化物最稳定，B 正确；
C．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；简单离子半径：
XD．X 的最高价氧化物对应的水化物氢氧化镁不是强碱，D 错误；
故选 B。
【变式 4】图为元素周期表的一部分，其中 X、Y、Z、W 为短周期元素，W 元素原子的核
电荷数为 X 元素的 2 倍。下列说法正确的是
A．Y 的最高价氧化物的水化物为强酸
B．简单离子半径大小：X>W
C．简单氢化物的稳定性：Z>W
D．根据元素周期律，可以推测 T 元素的单质具有半导体特性
【答案】D
【分析】X、Y、Z、W 为短周期元素可知，其为二、三周期元素，X、W 为同族元素，且 W
元素原子的核电荷数为 X 元素的 2 倍，则 X 为 O，W 为 S，Y、Z 分别为 Si、P，T 为 Si 的
同族元素 Ge，根据表格信息可推断 X、Y、Z、W、T 分别为 O、Si、P、S、Ge；
【详解】A．Si 的最高价氧化物的水化物为硅酸，是弱酸，A 错误；
B．根据元素周期律，同主族从上到下离子半径依次增大，B 错误；
C．元素的非金属性越强，氢化物越稳定，同周期从左到右，元素的非金属性增强，C 错误；
D．T 元素处于金属和非金属的分界线，具有半导体的特性，D 正确；
故答案为：D。
【变式 5】元素周期表对化学的发展有很大影响，在材料、能源、环境和生命科学研究上发
挥着越来越重要的作用。如表是元素周期表的一部分，请按题目要求回答下列问题：
根据表中所列元素回答下列问题：
(1)e 元素在周期表中的位置是
(2)元素 d、g、n 的原子半径从大到小的顺序： (填写元素符号)。
(3)c 的离子结构示意图为 。
(4)写出：f、g 的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式 ，写出 f、e 的最
高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式 。
(5)非金属性强弱比较 g n(填写“大于”或“小于”)，下列表述中能证明这一事实的是
(填字母)。
①g 的氢化物比 n 的氢化物稳定
②g 最高价氧化物对应的水化物的酸性强于最高价氧化物对应的水化物的酸性
③g 的单质能将 n 从其钠盐溶液中置换出来
【答案】(1)第三周期第ⅠA 族
(2)Br>Cl>F
(3)
(4) Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
(5) 大于 ①②③
【详解】（1）e 的元素名称为钠，在周期表中的位置为第三周期第ⅠA 族；
（2）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；元素 d、g、n
的原子半径从大到小的顺序：Br>Cl>F；
（3）c 为氧，容易得到 2 个电子形成氧离子，离子结构示意图为 ；
（4）f、g 的最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝、高氯酸，高氯酸为强酸能溶解氢
氧化铝生成铝离子和水，相互反应的离子方程式Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；f、e 的最高价
氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝、氢氧化钠，氢氧化铝能溶于强碱氢氧化钠生成偏铝酸
钠和水，相互反应方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O；
（5）同主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱；非金属性强弱比较氯大于溴；
①．非金属性越强，其气态氢化物越稳定，g 的氢化物比 n 的氢化物稳定可以证明非金属性
Cl＞Br，①正确；
②．非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，g 最高价氧化物对应的水化物
的酸性强于 n 最高价氧化物对应的水化物的酸性可以证明非金属性 Cl＞Br，②正确；
③．非金属性强的卤素单质能置换出非金属性弱的卤素单质，g 的单质能将 n 从其钠盐溶液
中置换出来可以证明非金属性 Cl＞Br，③正确；
故选①②③。
【变式 6】Y、Z、R、T为短周期主族元素，其中R为第二周期元素，其最外层电子数是电子
层数的 2 倍，Y与Z能形成Z2Y,Z2Y2型离子化合物，Y与T同主族。五种元素原子半径与原子序
数之间的关系如图所示。下列推断正确的是
A．最简单氢化物的稳定性：Y < T
B．Z2Y和Z2Y2的阴、阳离子个数比相同
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：T < R
D．由Y、Z、T三种元素组成的盐仅有一种
【答案】B
【分析】R、Y、Z、T 为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中 R 为第二周期元素，其
最外层电子数是电子层数的 2 倍，R 是 C 元素；Y与Z能形成Z2Y,Z2Y2型离子化合物，则 Y 为
O 元素，Z 为 Na 元素；Y 与 T 同主族，则 T 是 S 元素。
【详解】A．同主族元素从上到下非金属性减弱，最简单氢化物的稳定性减弱，稳定性 H2O＞
H2S，故 A 错误；
B．O 与 Na 能形成 Na2O、Na2O2 型离子化合物，其阴阳个数比均为 1:2，故 B 正确；
C．S 的非金属性大于 C，最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4>H2CO3，故 C 错误；
D．由 O、S、Na 三种元素组成的盐有 Na2SO4、Na2SO3 等盐，故 D 错误；
选 B。
【变式 7】（多选）2023 年 4 月 15 日，我国神舟十五号航天员顺利完成第四次出舱任务，
安全返回天问实验舱。载人飞船的材料中含有的主族元素 W、X、Y、Z，分布在三个短周期
中，其原子序数依次增大，X、Z 同主族，X 的最外层电子数是 W 和 Y 的最外层电子数之和，
其中只有 Y 的单质为金属，能与 NaOH 溶液反应。下列叙述正确的是
A．原子半径：Y>Z>X>W
B．Z 的氧化物为酸性氧化物，能与水反应生成对应的酸
C．X 与 W 形成的最简单化合物的热稳定性比 Z 与 W 形成的最简单化合物的热稳定性差
D．Z 单质可广泛应用于制造光电池、芯片等
【答案】AD
【分析】主族元素 W、X、Y、Z，分布在三个短周期中，其原子序数依次增大，则 W 为氢；
只有 Y 的单质为金属，能与 NaOH 溶液反应，Y 为铝；X、Z 同主族，X 的最外层电子数是 W
和 Y 的最外层电子数之和，则 X 为碳、Z 为硅。
【详解】A．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；原子半
径：Y>Z>X>W，A 正确；
B．Z 的氧化物二氧化硅为酸性氧化物，但是二氧化硅不能与水反应生成对应的酸，B 错误；
C．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强；X 与 W 形成的最简单化合物的热稳定性比 Z
与 W 形成的最简单化合物的热稳定性大，C 错误；
D．Z 单质为硅，具有良好的半导体性能，可广泛应用于制造光电池、芯片等，D 正确；
故选 AD。
【变式 8】Ⅰ.下表是元素周期表短周期的一部分：
(1)①表示的元素名称是 ②对应简单离子结构示意图 。
(2)③位于元素周期表中的位置是 。
(3)④的单质与 NaOH 溶液反应的离子方程式 。
Ⅱ.写出如下化学反应方程式，如果是离子反应，则写离子反应方程式：
(4)除去 Fe2O3 固体中混有的 Al2O3： ；
(5)过氧化钠与二氧化碳反应： ；
(6)氯气通入石灰乳中制取漂白粉： ；
(7)硫酸亚铁使酸性高锰酸钾褪色： 。
【答案】(1) 碳
(2)三周期第ⅡA 族
(3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO 2 +3H2↑
(4)Al2O3+2OH-=2AlO 2 +H2O
(5)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(6)Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O
(7)MnO 4 +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
【分析】根据元素在周期表中的分布可以知道①是 C，②是 O，③是 Mg,④是 Al,⑤是 Cl；
【详解】（1）①表示的元素名称是碳，②对应简单离子是 O2-，质子数为 8，核外电子数为
10，离子结构示意图为 ；
（2）Mg 在元素周期表中的位置是：第三周期第ⅡA 族；
（3）④是 Al,Al 与 NaOH 溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为
2Al+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑；
（4）氧化铝为两性氧化物，可与强碱反应，反应的离子方程式为 Al2O3+2OH-=2AlO-2+H2O；
（5）过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气，反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
（6）氯气通入石灰乳中生成氯化钙、次氯酸钙和水，石灰乳不能拆，反应离子方程式为：
Ca(OH) +Cl =Ca2++Cl-2 2 +ClO-+H2O；
（7）高锰酸钾可以将硫酸亚铁氧化成硫酸铁，离子反应方程式为MnO-4
+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。
【变式 9】联合国大会将 2019 年定为“化学元素周期表国际年”，表明了元素周期律的重要
性。如表列出了元素周期表中短周期的一部分，a～i 代表 9 种短周期元素。
周期 ⅠA 0
1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 a b c d
3 c f g h i
请用化学用语回答下列问题：
(1)a 和 b 形成的化合物可用作催化剂，其化学式为 。
(2)元素 c、d 形成的简单离子半径大小关系为 > (填离子符号)。
(3)9 种元素中非金属性最强的是 (填元素符号)。
(4)若单质 c 与水反应得到 3.36L 的气体(标准状况)，则消耗单质 c 的质量为 g。
(5)写出实验室制备 g 的最高价氧化物对应的水化物的离子方程式 。
(6)预测将 i 的单质通入 h 的氢化物的水溶液中 (填“能”或“不能”)发生反应，请简
述预测的依据： 。
【答案】(1)Li3N
(2) O2- F-
(3)F
(4)6.5
(5)Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH+4
(6) 能 非金属性 Cl>S
【分析】由元素在周期表中的位置可知 a 为 Li、b 为 N、c 为 O、d 为 F、c 为 Na、f 为 Mg、
g 为 Al、h 为 S、i 为 Cl，据此分析解答。
【详解】（1）a 和 b 形成的化合物可用作催化剂为氮化锂，化学式为：Li3N；
（2）元素 c、f 形成的简单离子为：O2﹣、F﹣离子的电子层数相同时，核电荷数越大离子半
径越小，则离子半径 O 2﹣>F﹣；
（3）3 种元素中非金属性最强的是：F；
3.36L
（4）若单质 Na 与水反应得到 3.36L 的气体(标准状况)，生成氢气物质的量 n=22.4L/mol，反
应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，则消耗单质 Na 的物质的量=4.3mol；
（5）实验室利用铝盐和氨水反应制备 Al 的最高价氧化物对应的水化物 Al(OH)3，反应的离
子方程式为：Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH+4 ；
（6）将 Cl 的单质 Cl2 通入 S 的氢化物 H2S 的水溶液中，氯气氧化性大于硫单质，反应的化
学方程式为：Cl2+H2S=2HCl+S↓。
【变式 10】如表所示是元素周期表的一部分，参照元素在表中的位置，请用化学用语回答
下列问题：
(1)写出表中相应字母所对应的元素符号：A 、D 、E 。
(2)字母 B 对应的元素位于元素周期表中第 族(填罗马数字和字母)。
(3)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 (填化学式)；最高价
氧化物对应的水化物中，具有两性的是 (填化学式)。
(4)字母 C 和 E 对应元素的气态氢化物中更稳定的是 (填氢化物的化学式)。
(5)字母 A、B、C、D 对应元素中原子半径最大的是 (填元素符号)。
(6)A 和 B 两元素相比较，金属性较弱的是 (填元素名称)。
【答案】(1) Mg Cl O
(2)IIIA
(3) HClO4 Al(OH)3
(4)H2O
(5)Mg
(6)铝
【分析】由元素在元素周期表中的位置可知：A 为Mg、B 为Al、C 为 S、D 为Cl、E 为 O；
【详解】（1）由分析可知 A 的元素符号是Mg，D 的元素符号为Cl，E 的元素符号为 O；
（2）Al元素位于元素周期表的第ⅢA 族；
（3）非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，这些元素中Cl元素的非金
属性最强，则HClO4的酸性最强；B 为Al元素，其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3，既
能与酸反应，又能与碱反应，呈两性；
（4）同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则 C 和 E 的气态氢化物的稳定性：H2O > H2
S；
（5）A、B、C、D 分别是Mg、Al、S、Cl，同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，则原
子半径最大的是Mg；
（6）同周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，则镁、铝中金属性较弱的是铝；第 10 讲 元素周期律
知识点 1：元素性质的周期性变化规律
知识点 2：元素金属性、非金属性的周期性化规律
知识点 3：同周期、同主族元素性质递变规律
知识点 4：元素周期表和元素周期律的应用
知识点 1：元素性质的周期性变化规律
【典例 1】下列微粒半径大小关系错误的是（ ）
A．Na＞Mg＞S
B．P＞Cl＞F
C．K+＞Na+＞S2—
D．O2—＞Na+＞Al3+
【典例 2】已知 An+、 B(n+1)+a b 、 Cn-c 、 D(n+1)-d 均具有相同的电子层结构，关于 A、B、C、D
四种元素的叙述正确的是
A．原子半径 A＞B＞D＞C B．原子序数 a＞b＞c＞d
C．离子半径 D＞C＞B＞A D．金属性 B＞A，非金属性 D＞C
【典例 3】A、B、C 为电子层数小于或等于 3 的元素，A 元素原子 M 层电子数为 K 层电子
1
数的2，B 元素原子 M 层电子数为次外层与最内层电子数之差，C 元素原子 L 层达稳定结构
1
所需电子数为该层电子数的3。由此推断三种元素名称分别是 A 、B 、C 。
写出 A 的阳离子的结构示意图 。写出由 A 和 B 两种元素所形成的化合物的电离方程
式 。
【变式 1】下列有关原子结构、元素性质的说法正确的是( )
A．Si、P、S、Cl 元素的单质与氢气化合越来越容易
B．元素原子最外层电子数越多，元素金属性越强
C．元素周期表共有 18 列，第 3 列是第ⅠB 族，第 17 列是第ⅦA 族
D．F、O、Mg、Na 原子半径逐渐减小
【变式 2】下列有关原子结构及元素周期律的叙述不正确的是
A．原子半径：Na＞O，离子半径：r(Na+)B．碘的两种核素 131I 和 137I 的核外电子数之差为 6
C．P 和 As 属于第 V A 族元素，H3PO4的酸性强于 H3AsO4的酸性
D．Na、Mg、Al 三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱
【变式 3】下列有关微粒半径大小关系比较中，正确的是
A．r(Cu)＞r(Cu+)＞r(Cu2+)
B．原子 X 与 Y 的原子序数 X＞Y，则原子半径一定是 X＜Y
C．微粒 X+与 Y-的核外电子排布相同，则离子半径：X+＞Y-
D．同一主族非金属原子半径 X＞Y，则非金属性：X＞Y
【变式 4】X 元素的简单阳离子和 Y 元素的简单阴离子的核外电子层结构相同，下列叙述正
确的是
A．简单离子半径：X>Y B．原子半径：XC．原子序数：X【变式 5】科学家根据元素周期律和原子结构理论预测出原子序数为 114 的元素的存在，下
面关于它的原子结构和性质预测不正确的是（ ）
A．该元素原子的最外层电子数为 4
B．它的原子半径比第 115 号元素的原子半径小
C．它的金属性比铅强
D．其常见价态为+2、+4
【变式 6】下列微粒半径大小关系正确的是
A．F > Cl > Br > I B．Na < Mg < Al < Si < P < S < Cl
C．Na < Na+、Cl < Cl D．O2 > F > Na+ > Mg2+ > Al3+
【变式 7】原子序数大于 4 的两种主族元素形成的离子分别为X +、Y ，二者核外电子层
结构相同，则下列关于 X、Y 的叙述正确的是
A．X 的原子序数小于 Y 的原子序数
B．X、Y 的核电荷数之差是
C．X 和 Y 处于同一周期
D．Y 元素与 X 元素的族序数之差是8
知识点 2：元素金属性、非金属性的周期性化规律
【典例 1】一种新型漂白剂结构如图，其中 W、Y、Z 为不同周期不同主族的短周期元素，
且 Y 的最外层电子数等于 W 和 Z 最外层电子数之和；W、X 对应的简单离子核外电子排布
均与Ne原子相同。下列叙述正确的是
A．元素 Y 的最高价氧化物对应水化物为弱酸
B．化合物中所有元素粒子均满足 8 电子稳定结构
C．工业上通过电解熔融的WX来制得 W
D．常温下单质 Y 为气态
【典例 2】X、Y、Z、W 为 1~18 号中的元素，且原子序数依次增大，X 元素的的一种原子
1
中不含中子，Y 是地壳中含量最大的元素，Z 元素原子的最外层电子数为电子层数的3，W
的单质为黄绿色。下列说法正确的是
A．X 与 Y 形成的化合物只有一种
B．Z 在 W 单质中燃烧能产生白雾
C．电解熔融 Z 和 W 形成的盐可以制备 Z
D．Z 和 Y 形成的化合物一定属于碱性氧化物
【典例 3】以下能作为非金属强弱判断依据的是
A．工业法制硅单质：SiO2+2C高温Si+2CO↑ B．沸点：H2O＞H2S
C．氟气通入水中：2F2+2H2O=4HF+O2 D．酸性：HCl＞H2SO3
【变式 1】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是
A．Mg与冷水较难反应，Ca与冷水较易反应，推测Be(铍)与冷水更难反应
B．HCl在 1500℃时分解，HI在 230℃时分解，推测HBr的分解温度介于二者之间
C．随核电荷数递增，第ⅠA 族元素单质的沸点逐渐降低，推测随核电荷数递增，第ⅦA
族元素单质的沸点也逐渐降低
D．H3PO4是中强酸，H2SO4是强酸，推测HClO4是强酸
【变式 2】如图是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系，下列说法正确的是
A．最高价氧化物对应的水化物的碱性：Z＜M
B．M 的氧化物属于碱性氧化物，N 的氧化物属于酸性氧化物
C．X、Y 两种元素简单气态氢化物的稳定性：X>Y
D．简单离子的半径：Z【变式 3】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是
选项 事实 推测
A Mg 与冷水较难反应，Ca 与冷水较易反应 Be(铍)与冷水更难反应
B 铬(Cr)的金属性位于锌和铁之间 铬能与稀盐酸发生反应
C HCl 在 1500℃时分解，HI 在 230℃时分解 HBr 的分解温度介于二者之间
D H2O 的沸点比 H2S 的高 H2S 的沸点比 H2Se 的高
【变式 4】根据元素周期表和元素周期律的知识，下列说法正确的是
A．稳定性：H2O＞H2S B．失电子能力：Al＞Na
C．酸性：H2SO4＞HClO4 D．碱性：Mg(OH)2＞NaOH
【变式 5】X、Y 是元素周期表ⅠA 族中的两种金属元素，下列叙述中能说明 X 的金属性比 Y
强的是
A．Y 与水反应比 X 与水反应更剧烈 B．Y+离子的氧化性比 X+离子强
C．YOH 的碱性比 XOH 强 D．Y 的原子半径比 X 大
【变式 6】下列叙述中能说明金属 X 比金属 Y 的活泼性强的是( )
A．1 mol X 从酸中置换生成的 H2比 1 mol Y 从酸中置换生成的 H2多
B．X 原子电子层数比 Y 原子的电子层数多
C．X 原子最外层电子数比 Y 原子的最外层电子数少
D．常温时，X 能从酸中置换出氢，而 Y 不能
【变式 7】一种麻醉剂的结构式如图所示。元素 X 的原子核只有 1 个质子，元素 Y、Z、W
的原子序数增大，且均位于 X 的下一周期，元素 E 的原子比元素 W 的原子多 8 个电子。下
列说法错误的是
A．离子半径：E > W > Z B．非金属性：Y < Z < W
C．ZW2中，Z的化合价为+2价 D．X、Z、E能形成具有漂白性的化合物
【变式 8】X、Y、Z、M、W 为五种短周期元素，它们的原子序数与其某种常见化合价的关
系如图所示，对应坐标分别为(a，+5)、(b，-2)、(c，+1)、(d，+3)、(e，+7)。
下列说法不正确的是
A．最高价含氧酸的酸性：W > X
B．气态氢化物的稳定性：X > Y > W
C．简单离子半径大小：W > X > Y > Z > M
D．Y 与 X 或 W 均可形成两种以上的二元化合物
【变式 9】由四种短周期元素 X、Y、Z、R 构成的分子结构如图所示，其中所有原子均达到
8 电子稳定结构。四种元素位于不同主族，R 的内层电子数比其最外层电子数多 3；X、Y、
Z 同周期，Z 的原子半径为三者中最小，Y 的非金属性为三者中最弱。下列有关叙述正确的
是
A．氢化物的沸点：YB．氧化物对应水化物的酸性：R>X>Y
C．X、Y、R 三种元素都可以形成多种氧化物
D．离子半径：Z【变式 10】为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器
已略去，气密性已检验)。以下说法错误的是
A．m 的作用是平衡气压，便于液体顺利留下
B．装置中 NaOH 溶液的作用是吸收尾气，防止污染空气
C．装置 B 中溶液变黄说明氧化性 Cl2>Br2；装置 E 中溶液变蓝说明氧化性 Br2>I2
D．当检验氧化性 Br2>I2时，需要采用控制变量的思想
【变式 11】随着原子序数的递增，8 种短周期元素(用英文字母表示)原子半径的相对大小、
最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。
(1)元素 y 在元素周期表中的位置是 。
(2)元素 x、z 可形成含 10 电子的分子，其分子式为 。元素 d、e 形成的简单离子，
半径较大的离子是 (填离子符号)。
(3)元素 g、h 的最高价氧化物的水化物的酸性较强的是 (填化学式)。
(4)元素 e、f 的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为 。
(5)化合物 e3z 遇水反应生成氨气(NH3)和一种强碱，反应的化学方程式为 。
知识点 3：同周期、同主族元素性质递变规律
【典例 1】下列叙述正确的是
A．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强
B．Li、Na、K 的原子半径和密度随原子序数的增加而增大
C．C、P、S、Cl 的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
D．根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7 价
【典例 2】下列排列顺序正确的是
A．酸性：H2SO4>HClO4>HCl
B．微粒半径：Fe(OH)3 胶粒>K+>Cl->Na+
C．稳定性：HF>H2O>NH3>CH4
D．氢化物的沸点：H2Se>H2S>H2O
【典例 3】用如图装置能达到相应实验目的是
选项 试剂 A 试剂 B 试剂 C 实验目的
A 稀盐酸 NaHCO3 澄清石灰水 验证得电子能力 Cl>C
B 浓氨水 生石灰 酚酞 验证 NH3·H2O 是弱碱
C 氯水 淀粉 KI 溶液 NaOH 溶液 证明氧化性 Cl2>I2
D 稀硝酸 CaCO3 Na2SiO3 溶液 验证得电子能力 N>C>Si
A．A B．B C．C D．D
【典例 4】某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
(1)I．将钠、钾、镁、铝各 1mol 分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：
与盐酸反应最剧烈， 与盐酸反应的速度最慢； 与盐酸反应产生的气体最多。(用元素
符号或化学式回答)
(2)向 Na2S 溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明 Cl 的非金属性比 S 强，反应的离子方程式
为 。
II．利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
(3)仪器 A 的名称为 ，干燥管 D 的作用为 。
(4)若要证明非金属性：Cl＞I，则 A 中加 (填试剂名称)，B 中加 KMnO4，C 中加淀粉—碘化
钾混合溶液，观察到 C 中溶液的 现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少
尾气处理装置，可用 (填化学式)溶液吸收尾气。
【变式 1】As 与 Ga 同周期，As 与 N 同主族，Ga 与 Al 同主族。下列事实不能用元素周期律
解释的是
A．非金属性：As＞Ga B．碱性：Ga(OH)3＞Al(OH)3
C．酸性：H3AsO4＞H3AsO3 D．热稳定性：NH3＞AsH3
【变式 2】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测错误的是
选项 事实 推测
A Na 与冷水较易反应，Mg 与冷水较难反应 Al 与冷水更难反应
B Mg 与 Cl 形成离子键，Al 与 Cl 形成共价键 Si 与 Cl 形成共价键
C Si 是半导体材料，同族的 Ge 是半导体材料 该族元素的单质都是半导体材料
D HCl 在1500℃时分解，HI 在230℃时分解 HBr 的分解温度介于二者之间
A．A B．B C．C D．D
【变式 3】氯化溴(BrCl)化学性质与卤素单质相似，能与大多数金属反应生成金属卤化物，跟
水反应的化学方程式为：BrCl＋H2O=HCl+HBrO。下列有关 BrCl 的说法错误的是
A．和 NaOH 溶液反应生成 NaCl、NaBrO 和 H2O
B．BrCl 与钠反应，化学方程式是 2Na+BrCl=NaCl+NaBr
C．BrCl 具有较强的氧化性
D．与水反应时 BrCl 既是氧化剂又是还原剂
【变式 4】下列结论正确的是
①微粒半径：K+＞S2-＞Cl-＞Al3+
②氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4
③离子的还原性：S2-＞Cl-＞Br-＞I-
④氧化性：F2＞Cl2＞S＞Se
⑤酸性：HCl＞H2CO3＞CH3COOH＞HClO
⑥非金属性：O＞S＞P＞Si
A．②③④ B．①③⑤ C．③④⑥ D．②④⑥
【变式 5】我国拥有自主知识产权的铷(Rb)原子钟，能历时 3000 万年误差仅 1 秒。Rb 是第
五周期第ⅠA 族元素，下列关于 Rb 的说法不正确的是
A．铷元素在自然界没有游离态
B．铷元素能形成多种氧化物
C．与同周期元素53I的原子半径比较：I>Rb
D．最高价氧化物对应的水化物的碱性：RbOH>KOH
【变式 6】根据下表回答下列有关问题。
周期 族
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
二 ① ②
三 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
四 ⑩
(1)写出下列元素符号：① ，⑥ ，⑦ ， 。
(2)这些元素中最活泼的金属元素是 (填元素符号，下同)，最活泼的非金属元素
是 ，最不活泼的元素是 。
(3)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (填化学式，下同)，碱
性最强的是 ，呈两性的氢氧化物是 ，写出三者之间两两反应的化学方程
式： ， ， 。
(4)这些元素(除 0 族元素外)中原子半径最小的是 (填元素符号，下同)，原子半径最
大的是 。
(5)在⑧与 中，单质的化学性质较活泼的是 (填元素符号)，怎样用化学实验证
明： 。
【变式 7】某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
(1)将 NaOH 溶液与 NH4Cl 溶液混合生成 NH3·H2O，从而验证 NaOH 的碱性大于 NH3·H2O，继
而可以验证 Na 的金属性大于 N，你认为此设计是否合理，请说明理由？ 。
(2)根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。利用装置图 1 一次性完
成 N、C、Si 三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究。
①实验中A选用的物质名称为 ，B中为碳酸钙固体，C选用的物质名称为 ；
②装置 B 中出现的现象为 。
③但有同学认为该装置有缺陷，如何改进？ 。
(3)继续利用装置图 1 证明非金属性氯大于硫，选择合适药品设计实验验证。实验室中现有
药品 Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装
置 B 中所装药品为 KMnO4，装置 B 中发生反应的化学方程式为 ， 装置 C 中的实
验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为 。
【变式 8】为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器
和加热装置已略去，气密性已检验)。
实验过程：
I.打开弹簧夹，打开活塞 a，滴加浓盐酸。
II.当 B 和 C 中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
III.当 B 中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞 a。
IV.……
(1)A 中利用浓盐酸和 MnO2 固体的反应制备氯气，反应的离子方程式是 。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。
(3)B 中溶液发生反应的离子方程式是 。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程 IV 的操作和现象是：打开活塞 b，将少量 C 中溶液滴入 D
中，关闭活塞 b，取下 D 振荡， 。
(5)过程 III 实验的目的是 。
(6)从原子结构角度分析氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因： 。
【变式 9】Ⅰ．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 (填元素名称，下同)，Y 是 ，Z 是 。
(2)画出 Z 的离子结构示意图 。
(3)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 。
(4)由这三种元素或任意两种组成的三核 10 电子的分子的化学式为 ，四核 10 电子
的分子的化学式是 。
(5)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 。
Ⅱ．某同学利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
(6)仪器 A 的名称为 ，干燥管 D 的作用为 。
(7)若要证明非金属性：Cl > I，C 中为淀粉碘化钾混合溶液，B 中装有KMnO4固体，则 A 中
试剂为 ，观察到 C 中溶液 (填现象)，即可证明非金属性：Cl > I。从环境保
护的角度考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用 吸收尾气。
知识点 4：元素周期表和元素周期律的应用
【典例 1】短周期元素 Z、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。下列判断错误的是
A．T 的氧化物属于两性氧化物
B．原子半径的大小顺序：T > W
C．简单氢化物的稳定性：Z > R
D．Q 的最高价氧化物对应的水化物是一种弱酸
【典例 2】X、Y、Z、M、Q、R 皆为前 20 号元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所
示。说法错误的是
A．Q 位于第三周期 IA 族
B．X、Y、Z 三种元素组成的化合物可能是盐或碱
C．简单离子半径：M-﹥Q+﹥R2+
D．Z 与 M 的最高价氧化物对应水化物均为强酸
【典例 3】X、Y、Z、W 为四种短周期主族元素，其中 X、Z 同族，Y、Z 同周期，W 是短周
期主族元素中原子半径最大的，X 原子最外层电子数是核外电子层数的 3 倍，Y 的最高正价
与最低负价代数和为 6。下列说法正确的是
A．Y 元素最高价氧化物对应的水化物化学式 H2YO4
B．X 与 W 形成的两种化合物中，阴.阳离子物质的量之比均为 1：2
C．Y.Z 两种元素气态氢化物中，Z 的气态氢化物最稳定
D．原子半径由小到大的顺序为：X【典例 4】1869 年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表，到现在形成的周期表经过了
众多化学家的艰辛努力，历经 142 年。元素周期表体现了元素位构性的关系，揭示了元素间
的内在联系。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题：
(1)元素 Ga 的原子结构示意图 ，镓(Ga)的氯化物与氨水反应的化学方程式
为 ，
(2)Ge 的最高价氧化物对应水化物的化学式为 ，Bi 的最高价氧化物为 。
(3)根据元素周期律，推断：
①阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是 元素(填元素符号)。
②H3AsO4、H2SeO4 的酸性强弱：H3AsO4 (填“＞”“＜”或“=”)H2SeO4。
③金属性比较：Tl (填“＞”“＜”或“=”)Sn。
④氢化物的还原性：H2S (填“＞”“＜”或“=”)H2O。
(4)工业上常从电冶铜的阳极泥中提取纳米硒。向浆化的阳极泥中通入氯气，Cu2Se 被溶液中
的 HClO 氧化为 H2SeO3 及 CuCl2，反应中 HClO 与 Cu2Se 的物质的量之比为 。
【变式 1】X、Y、Z、W、Q 是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，Z 是地壳中含量
最高的金属元素，W 的单质是黄色固体。X、Y、W 在周期表中的相对位置关系如图所示。
下列说法错误的是
X Y
W
A．原子半径的大小：X>Y
B．气态氢化物的稳定性：Y>W
C．Q 的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．可电解 Z 与 Q 形成的化合物冶炼 Z 的单质
【变式 2】如表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息判断以下叙
述错误的是
元素代号 L M Q R T
原子半径/nm 0.186 0.143 0.110 0.102 0.099
最高正化合价 +1 +3 +5 +6 +7
最低负化合价 -3 -2 -1
A．上述五种元素形成的单质中沸点最低的是T2
B．Q 与 T 形成的化合物中各原子均达到 8 电子稳定结构
C．R、T 形成的简单离子的还原性：R2 >T
D．L、M 的最高价氧化物对应的水化物之间可反应生成盐
【变式 3】下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z 均为短周期主族元素，Y 的最高正价
与最低负价绝对值相等。下列说法正确的是
A．W、X 的原子序数之差可能为 7
B．W、Y、Z 的简单气态氢化物中，W 的简单气态氢化物最稳定
C．简单离子半径：X>W
D．X 的最高价氧化物对应的水化物一定是强碱
【变式 4】图为元素周期表的一部分，其中 X、Y、Z、W 为短周期元素，W 元素原子的核
电荷数为 X 元素的 2 倍。下列说法正确的是
A．Y 的最高价氧化物的水化物为强酸
B．简单离子半径大小：X>W
C．简单氢化物的稳定性：Z>W
D．根据元素周期律，可以推测 T 元素的单质具有半导体特性
【变式 5】元素周期表对化学的发展有很大影响，在材料、能源、环境和生命科学研究上发
挥着越来越重要的作用。如表是元素周期表的一部分，请按题目要求回答下列问题：
根据表中所列元素回答下列问题：
(1)e 元素在周期表中的位置是
(2)元素 d、g、n 的原子半径从大到小的顺序： (填写元素符号)。
(3)c 的离子结构示意图为 。
(4)写出：f、g 的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式 ，写出 f、e 的最
高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式 。
(5)非金属性强弱比较 g n(填写“大于”或“小于”)，下列表述中能证明这一事实的是
(填字母)。
①g 的氢化物比 n 的氢化物稳定
②g 最高价氧化物对应的水化物的酸性强于最高价氧化物对应的水化物的酸性
③g 的单质能将 n 从其钠盐溶液中置换出来
【变式 6】Y、Z、R、T为短周期主族元素，其中R为第二周期元素，其最外层电子数是电子
层数的 2 倍，Y与Z能形成Z2Y,Z2Y2型离子化合物，Y与T同主族。五种元素原子半径与原子序
数之间的关系如图所示。下列推断正确的是
A．最简单氢化物的稳定性：Y < T
B．Z2Y和Z2Y2的阴、阳离子个数比相同
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：T < R
D．由Y、Z、T三种元素组成的盐仅有一种
【变式 7】（多选）2023 年 4 月 15 日，我国神舟十五号航天员顺利完成第四次出舱任务，
安全返回天问实验舱。载人飞船的材料中含有的主族元素 W、X、Y、Z，分布在三个短周期
中，其原子序数依次增大，X、Z 同主族，X 的最外层电子数是 W 和 Y 的最外层电子数之和，
其中只有 Y 的单质为金属，能与 NaOH 溶液反应。下列叙述正确的是
A．原子半径：Y>Z>X>W
B．Z 的氧化物为酸性氧化物，能与水反应生成对应的酸
C．X 与 W 形成的最简单化合物的热稳定性比 Z 与 W 形成的最简单化合物的热稳定性差
D．Z 单质可广泛应用于制造光电池、芯片等
【变式 8】Ⅰ.下表是元素周期表短周期的一部分：
(1)①表示的元素名称是 ②对应简单离子结构示意图 。
(2)③位于元素周期表中的位置是 。
(3)④的单质与 NaOH 溶液反应的离子方程式 。
Ⅱ.写出如下化学反应方程式，如果是离子反应，则写离子反应方程式：
(4)除去 Fe2O3 固体中混有的 Al2O3： ；
(5)过氧化钠与二氧化碳反应： ；
(6)氯气通入石灰乳中制取漂白粉： ；
(7)硫酸亚铁使酸性高锰酸钾褪色： 。
【变式 9】联合国大会将 2019 年定为“化学元素周期表国际年”，表明了元素周期律的重要
性。如表列出了元素周期表中短周期的一部分，a～i 代表 9 种短周期元素。
周期 ⅠA 0
1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 a b c d
3 c f g h i
请用化学用语回答下列问题：
(1)a 和 b 形成的化合物可用作催化剂，其化学式为 。
(2)元素 c、d 形成的简单离子半径大小关系为 > (填离子符号)。
(3)9 种元素中非金属性最强的是 (填元素符号)。
(4)若单质 c 与水反应得到 3.36L 的气体(标准状况)，则消耗单质 c 的质量为 g。
(5)写出实验室制备 g 的最高价氧化物对应的水化物的离子方程式 。
(6)预测将 i 的单质通入 h 的氢化物的水溶液中 (填“能”或“不能”)发生反应，请简
述预测的依据： 。
【变式 10】如表所示是元素周期表的一部分，参照元素在表中的位置，请用化学用语回答
下列问题：
(1)写出表中相应字母所对应的元素符号：A 、D 、E 。
(2)字母 B 对应的元素位于元素周期表中第 族(填罗马数字和字母)。
(3)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 (填化学式)；最高价
氧化物对应的水化物中，具有两性的是 (填化学式)。
(4)字母 C 和 E 对应元素的气态氢化物中更稳定的是 (填氢化物的化学式)。
(5)字母 A、B、C、D 对应元素中原子半径最大的是 (填元素符号)。
(6)A 和 B 两元素相比较，金属性较弱的是 (填元素名称)。
