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解析元素推斷題呂文麗（云南民族中學(xué) 云南昆明 650000）選擇題、填空題、計算題等題型中常常都會有：運用到元素周期律、周期表等知識來解答綜合性的元素推斷題，常見的解法有以下幾種。一、核外電子的排布規(guī)律法短周期元素的核外電子排布規(guī)律是我們理解元素性質(zhì)和推導(dǎo)元素的依據(jù)之一，原子結(jié)構(gòu)示意圖是體現(xiàn)此規(guī)律的方法，要牢固掌握。核外電子的排布規(guī)律: K層排滿，才排L層，再排M層（由于能級交錯，不能說M層排滿才排N層）。每層電子數(shù)2n2(n表示層數(shù)， K層為1，以此類推)。例1 L層上電子數(shù)是M層上電子數(shù)4倍的A元素和K層電子數(shù)是電子數(shù)L層電子數(shù)13的B元素，形成化合物的摩爾質(zhì)量為多少?簡析：A元素原子核外電子已經(jīng)排到M層，則L層已經(jīng)排滿（8個），所以其M層的電子數(shù)為2，即A的原子序數(shù)為2+8+2=12，是Mg元素；B元素L層電子數(shù)為6，其原子序數(shù)為2+6=8，是O元素。Mg和O形成的化合物為MgO，其摩爾質(zhì)量為40gmol。二、元素周期表的結(jié)構(gòu)法元素周期表是學(xué)習(xí)化學(xué)的工具，也是考試的熱點，解決這類推斷題要注意兩點，首先牢記元素周期表的基本結(jié)構(gòu)（即“三七二一”，3短3長1不全1零族，7個周期7主族7副族，鑭系錒系2個系；熟記每周期的元素數(shù)目等），做到“心中有表”；其次特別要熟悉主族元素在元素周期表中的位置，尤其是前20號元素的具體位置。XYZ例2 X、Y、Z 三種短周期元素在周期表中的位置關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是（ ）A.Z元素所在的周期共有18種元素B.Y的氣態(tài)氫化物受熱很容易發(fā)生分解C.Z在空氣中燃燒可生成最高價氧化物D.Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是一種強(qiáng)酸簡析：短周期包括三個周期，第一周期僅有H、He兩元素，H位于左上角，He位于右上角，則X是零族元素He，由此可確定Y是第二周期AD的F,Z是第三周期A的S。第三周期只有8種元素；HF很穩(wěn)定，受熱不分解；S在空氣中燃燒只能生成SO2，其最高價氧化物（SO3）對應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸(H2SO4)。答案：D三、定位圖示法在知曉元素周期表結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，由題給條件確定未知元素在周期表中的大致位置且畫出圖示，給以定位，再結(jié)合題意通過簡單的計算或推理得出答案。例3 A、B、C、D都是短周期元素，原子半徑DCAB。其中，A、B處于同一周期，A、C處于同一主族。C原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)等于A、B原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)之和。C原子最外層電子數(shù)是D原子最外層電子數(shù)的4倍。試回答：這四種元素分別是：A ，B ，C ，D 。這四種元素單質(zhì)的熔點由高到低的順序是 。C的固態(tài)氧化物是 晶體，含n mol C的氧化物的晶體中含C-O共價鍵為 mol。寫出A、B、D組成的化合物與B、C組成的化合物反應(yīng)的化學(xué)方程式 。簡析：由題意可確定各元素在周期表中的位置關(guān)系（如圖）：ABDC第2周期第3周期設(shè)A的質(zhì)子數(shù)為，則C的質(zhì)子數(shù)為x+8。由C原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)等于A、B原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)之和，可推得B為O元素。由圖示知，C不可能是稀有氣體元素，則由C原子最外層電子數(shù)是D原子最外層電子數(shù)的4倍可知，D的最外層電子數(shù)只能為1，故D為Na元素，C為Si元素，則A為C元素。其余各小題的答案為：單質(zhì)的熔點：CSiNaO原子；4n Na2CO3+SiO2高溫= Na2SiO3+CO2四、分析討論法先對題給的條件作逐步分析，以縮小未知元素所屬的范圍，再通過討論推得合理的結(jié)論。例4 X、Y、Z是短周期元素，其原子序數(shù)為XYZ，最外層電子數(shù)XYZ，未成對電子數(shù)（不為0）為YXZ。Y與Z的電子數(shù)之和等于X原子的核外電子數(shù)。由此推斷：X、Y、Z的元素符號；由X、Y、Z三元素形成的既有離子鍵又有共價鍵的無機(jī)鹽化學(xué)式為 ，其中陽離子的電子式為 。簡析：某主族元素的族序數(shù)與其未成對電子數(shù)之間有如下關(guān)系：族序數(shù)AAAAAAA0未成對電子數(shù)10123210由未成對電子數(shù)YXZ可確定Y是第A族元素，即Y可能是N或P元素。又因為最外層電子數(shù)XYZ即主族序數(shù)XYZ，故X只能是第A元素，即X可能是O或S元素。由Y與Z的電子數(shù)（即原子序數(shù)）之和等于X原子的核外電子數(shù)并結(jié)合原子序數(shù)XYZ進(jìn)行討論：若Y是7N，當(dāng)X為8O時，Z為1H；當(dāng)X為16S時，Z為9F（不符合題意，舍去）若Y是15P，當(dāng)X為8O時，不存在此情況；當(dāng)X為16S時，Z為1H。答案：X、Y、Z的元素符號依次為O、N、H或S、P、H；無機(jī)鹽的化學(xué)式為NH4NO3（因S、P、H不能形成離子化合物），陽離子電子式略。五、抓點突破法從題給的眾多條件中，找出具有明顯特征的關(guān)鍵點作為解題的突破口而推得關(guān)鍵元素，再結(jié)合題意推出其它元素。例5 X、Y、Z三種元素，已知X、Y同主族，X、Z同周期，三種元素的原子序數(shù)之和為35，Y的陰離子與Z的陽離子有相同的電子層結(jié)構(gòu)。又知X、Y、Z可組成A、B、C三種化合物，且A、B都由該三種元素組成。1mol A和2mol C與足量稀硫酸共同作用，生成物中含有化合物B。試推斷：X是 元素，Y是 元素，Z是 元素。寫出上述有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 。簡析：解題的突破口是：“A+2C+H2SO4B”。因為XYZ可組成ABC三種化合物，且AB均由該三元素組成，而稀H2SO4又是非氧化性的酸，故反應(yīng)生成的B是硫酸鹽，則三元素中的兩種是O和S，另一種可由三元素的原子序數(shù)和為35推得是Na。故X是S，Y是0，Z是Na，與題意相符，有關(guān)反應(yīng)式是：Na2SO3+2Na2S+3H2SO4=3Na2SO4+3S+3H2O六、假設(shè)推理法將題中不易確定的關(guān)鍵元素作合理假設(shè)，根據(jù)題意對假設(shè)作分析推理，再通過判斷去偽存真而得出結(jié)論。例6 W、X、Y、Z為短周期內(nèi)除稀有氣體元素外的四種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中只有Y為金屬元素，Y的最外層電子數(shù)和W相等，Y、Z兩元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為W、X兩元素質(zhì)子數(shù)的3倍。則W為 ，X為 ，Y為 ，Z為 （填元素符號）。簡析：W、Y為同主族元素且只有Y為金屬元素，則W、Y只可能為H和Na或B和Al。假設(shè)W為H，Y為Na。設(shè)X的原子序數(shù)為a，則5a9；又設(shè)Z的序數(shù)為b，則有14b17（a、b均為正正數(shù)），由題意得：11+b=3（1+a）即b=3a-8。則有143a-817，解得7.1a8.3，只能取a=8，故X為O元素，Z為S元素。假設(shè)W為B，Y為Al。設(shè)X的原子序數(shù)為a，則6a9；又設(shè)Z的序數(shù)為b，則有14b17（a、b均為正正數(shù)），由題意得：13+b=3（5+a）即b=3a+2。則有143a+217，解得4a5，這與6a9不符。綜合、分析可知，W為H，X為O，Y為Na，Z為S。七、計算推斷法由題給的數(shù)據(jù)及條件，通過列式計算而推得未知元素。例7 有相對原子質(zhì)量均大于10的A、B兩元素，能形成化合物X和Y，已知等物質(zhì)的量的X和Y的混合物的密度是相同條件下氫氣密度的18.5倍，其中X和Y和質(zhì)量比為3:4.4，經(jīng)測定X的組成為AB，Y的組成為AnB，試通過計算確定A、B兩元素的名稱。簡析：設(shè)X、Y兩化合物的相對分子質(zhì)量為M（X）和M（Y），則有關(guān)系式： M（X）+M（Y）/2=18.52=37M（X）/M（Y）=3/4.4解得 M（X）=30M（Y）=44由計算的結(jié)果并結(jié)合題意推得A為氮元素，B為氧元素。八、原子序數(shù)的規(guī)律法針對“T”型、“”型（即三角相鄰的四元素）元素原子序數(shù)之間存在以下規(guī)律：直接相鄰的“T”型元素原子序數(shù)的關(guān)系如圖1所示，直接相鄰的“”型元素原子序數(shù)的關(guān)系如圖2所示。Z-1ZZ+1Z+8(18 、32)圖1Z-8(18、32)Z-1ZZ+1圖2 對于短周期元素而言，“T”型、“”型元素原子序數(shù)分別對應(yīng)圖1、圖2的Z+8 與Z-8。針對120號內(nèi)的aX、bY、cZ三角相鄰的三元素，若X與Y同周期，Y與Z同主族，且已知a+b+c=m，則有經(jīng)驗規(guī)律：（m8）/3=b余1或少1。若余1時，則a=b+1，c=b8；若少1時；則a=b-1；c=b8；若整除時，則無解。例8 已知有短周期元素A、B、C，A、B左右相鄰，B、C上下相鄰，三種元素的原子序數(shù)之知為42，試推斷A、B、C各是何種元素？簡析：（42+8）/3=17少1，則B的原子序數(shù)為17（Cl元素），A的原子序數(shù)為16（即17-1）（S元素），C的原子序數(shù)為9（即17-8）（F元素）。（42-8）/3=11余1，則B的原子序數(shù)為11（Na元素），A的原子序數(shù)為12（即11+1）（Mg元素），C的原子序數(shù)為19（即11+8）（K元素）。故A、B、C分別為S、Cl、F或Mg、Na、Cl。九、元素的構(gòu)、位、性關(guān)系法與元素的位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相關(guān)的綜合推斷題是一類重要的題型，其完整形式是推斷元素、判斷性質(zhì)、寫化學(xué)用語，將位、構(gòu)、性知識大串聯(lián)。例9 現(xiàn)有A、B、C、D四種短周期元素，已知A、B同主族，B、C、D同周期，A、B原子序數(shù)之和等于C、D的原子序數(shù)之和，C的單質(zhì)能分別跟B、D的最高價氧化物的水化物反應(yīng)，B、C、D單質(zhì)都能在A單質(zhì)中燃燒。請回答:上述四種元素的原子半徑由大到小的順序為 (用元素符號表示)。寫出D單質(zhì)與A單質(zhì)在點燃條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：寫出C單質(zhì)與D的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式：D與B兩元素形成的化合物的電子式:C、D兩元素相比較，金屬性較強(qiáng)的是 （填名稱），設(shè)計一個簡單的實驗證明你的結(jié)論，寫出實驗的寫出操作步驟和現(xiàn)象： 簡析：B、C、D的單質(zhì)都能在A單質(zhì)中燃燒，則A為O；A、B同主族，且都為短周期元素，則B為S,由C的性質(zhì)可確定C是Al；由原子序數(shù) 關(guān)系可推出D是Na.答案：略；鈉；取少量鈉和鋁分別置于冷水中，鈉能與冷水劇烈反應(yīng)，而鋁不與冷水反應(yīng)（或在氫氧化鋁沉淀中加入氫氧化鈉溶液，沉淀溶解）十、類比思維法根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的互推關(guān)系，將知識靈活運用，展開拓寬，學(xué)習(xí)效率必然提高。例10 等電子體原理：具有相同電子數(shù)和相同原子數(shù)的兩個或兩個以上的分子或離子，它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似。已知：2Mg+CO2=2MgO+C,試寫出Mg在N2O燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式: 已知氧和硫、氧化物和硫化物在化學(xué)性質(zhì)上具有相似性，試寫出P2S5與Na2S反應(yīng)： 對角線規(guī)則：在元素周期表中，位于左上角或右下方的不同主族的兩元素性質(zhì)相似。試分析Be(OH)2與Mg(OH)2可用 鑒別，其離子方程式： 簡析：CO2、N2O互為3原子、22電子的等電子體，性質(zhì)相似，Mg也可在N2O中燃燒。模擬P2O5與Na2O反應(yīng)得到Na3PO4，可知P2S5與Na2S反應(yīng)得到Na3PS4。周期表中，鈹與鋁，鋰與鎂處于對角線位置，則性質(zhì)相似。Be(OH)2與Mg(OH)2的鑒別類別Al(OH)3與Mg(OH)2的鑒別方法，往往采用NaOH溶液來鑒別。答案：Mg+N2O=MgO+N2(或4Mg+N2O=MgO+Mg3N2) P2S5+3Na2S=2Na3PS4 NaOH溶液, Be(OH)2+ 2 OH-= BeO22-+ 2H2O 由以上分析可知，解元素推斷的相關(guān)題型時，必須熟練掌握元素周期律的內(nèi)容、元素周期表的結(jié)構(gòu)以及常見元素單質(zhì)和化合物的性質(zhì)，同時還要有較強(qiáng)的分析和推理能力。加強(qiáng)此類習(xí)題的訓(xùn)練，必將有助于鞏固和深化化學(xué)基礎(chǔ)知識和物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律的理論，而且有助于培養(yǎng)同學(xué)們的邏輯思維能力。【參考文獻(xiàn)】1 劉向兵,李立國. 高等學(xué)校實施戰(zhàn)略管理的理論探討J. 科技信息. 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