内容正文:
微专题2 元素金属性和非金属性强弱的判断方法
优化探究
第1章 原子结构 元素周期律
一、元素金属性强弱的判断方法
1.根据金属活动性顺序判断
金属单质的活动性减弱,元素的金属性也减弱。
2.金属单质间的置换反应
较活泼的金属能将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来,如Zn+Fe2+===Zn2++Fe,则金属性Zn>Fe。
3.根据离子的氧化性强弱判断
金属阳离子的氧化性越强,元素的金属性越弱,如氧化性Ag+>Cu2+,则金属性Ag<Cu。
4.根据单质及其化合物的性质判断
(1)金属单质与水或酸反应越剧烈,元素的金属性越强。
(2)最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素的金属性越强。
5.根据元素周期表判断
(1)同一周期,从左到右元素的金属性逐渐减弱。
(2)同一主族,自上而下元素的金属性逐渐增强。
[例1] 下列事实不能用于判断金属性强弱的是( )
A.溶液中金属间发生的置换反应
B.1 mol金属单质在反应中失去电子的多少
C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D.金属元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度
B
[解析] 较活泼金属能够置换出较不活泼的金属,即还原剂的还原性强于还原产物,金属还原性越强,对应金属元素的金属性越强,所以能用于判断金属性强弱,A正确;金属的金属性与失电子能力有关,与失去的电子的多少无关,B错误;金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强,对应金属元素的金属性越强,C正确;金属单质与水(或酸)置换出氢气的能力越强,单质的还原性越强,金属元素的金属性越强,D正确。
1.有A、B、C、D、E五种金属元素。在相同条件下,B元素的最高价氧化物对应水化物的碱性比A的弱;A、B单质均可以从C盐溶液中置换出C;D单质可以与冷水剧烈反应并放出氢气;A、B、C、E四种单质分别投入盐酸中,只有E不放出氢气。则五种金属元素的金属性由强到弱的顺序为( )
A.D>B>A>C>E B.D>A>B>C>E
C.A>B>C>E>D D.D>E>B>A>C
B
解析:元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性就越强,即金属性:A>B;根据置换反应的特点,可得金属性:A>C、B>C,且可推知A、B均不与水反应;D与冷水发生剧烈反应,说明D的金属性最强;E不能和盐酸反应,另外几种可以,说明E的金属性最弱,因此金属性:D>A>B>C>E。
2.下列与金属相关说法正确的是( )
A.金属原子失电子越多,元素的金属性越强
B.可以通过最高价氧化物对应水化物的碱性强弱来判断元素金属性强弱
C.铁可以从所有强酸溶液中置换出氢气
D.活泼性强的金属都可以从溶液中置换出活泼性弱的金属
B
解析:元素的金属性越强,越易失电子,与失电子数目无关,故A错误;元素金属性强弱可以通过最高价氧化物对应水化物的碱性强弱来判断,故B正确;铁可以从强酸溶液中置换出氢气,但不包括硝酸或浓硫酸,故C错误;Na易与水反应,不能置换出硫酸铜溶液中的Cu,故D错误。
3.下列叙述能得出对应结论的是( )
A.A和B是元素周期表中同主族金属元素,且A在B的下方,则A肯定比B的金属性强
B.1 mol A能从酸中置换出1.5 mol H2,1 mol B能从酸中置换出1 mol H2,可以证明A比B的金属性强
C.Fe(OH)2比Mg(OH)2碱性弱,说明Fe比Mg的金属性弱
D.常温下,将铁片、铜片分别插入浓硝酸中,铁无明显变化;铜片剧烈反应,说明Cu的金属性比Fe强
A
解析:A.根据同主族从上至下金属性递增可得,下方金属的金属性肯定比上方金属的金属性强,A正确;B.金属性强弱和与酸反应置换出氢气的多少无关,B错误;C.对比金属性的强弱应该利用其最高价氧化物的水化物的碱性强弱进行对比,Fe(OH)2不是其最高价氧化物的水化物,C错误;D.常温下,铁片遇浓硝酸发生钝化,不能证明金属的活动性Cu>Fe,D错误。
4.短周期元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如表所示,下列判断正确的是( )
C
甲 乙
丙 丁 戊
A.原子半径:丙<丁<戊
B.金属性:甲>丙
C.氢氧化物的碱性:丙>丁>戊
D.最外层电子数:甲>乙
二、非金属性强弱的判断方法
1.根据离子的还原性强弱判断
非金属简单阴离子的还原性越强,元素的非金属性越弱,如还原性Br-<I-,非金属性Br>I。
2.非金属单质间的置换反应
活泼的非金属能将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来,如Cl2+2I-===2Cl-+I2,则非金属性Cl>I。
3.根据单质及其化合物的性质判断
(1)单质与氢气化合越容易(或气态氢化物越稳定),元素的非金属性越强。
(2)最高价氧化物对应水化物的酸性越强,元素的非金属性越强。
4.根据元素周期表判断
(1)同一周期,从左到右元素的非金属性逐渐增强。
(2)同一主族,自上而下元素的非金属性逐渐减弱。
[例2] 不能作为判断元素的非金属性强弱依据的是( )
A.元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
B.元素的单质跟氢气反应生成气态氢化物的难易程度
C.非金属元素对应的气态氢化物的稳定性
D.非金属元素单质的熔点和沸点的高低
D
[解析] 比较元素的非金属性强弱,可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,故A不选;元素的单质跟氢气反应生成气态氢化物越容易,则元素的非金属性越强,故B不选;元素的非金属性越强,对应的气态氢化物的稳定性越强,故C不选;元素的非金属性强弱与单质的熔沸点无关,所以不能根据单质的熔沸点来判断非金属性强弱,故D选。
5.下列事实正确且能判断氯、硫非金属性强弱的是( )
A.酸性:盐酸>氢硫酸
B.还原性:H2S>HCl
C.沸点:S>Cl2
D.氧化性:H2SO4>HClO4
B
解析:HCl和H2S是无氧酸,根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断元素非金属性强弱,故不选A;元素非金属性越强,其单质氧化性越强;还原性S2->Cl-,则氧化性S<Cl2,能说明氯的非金属性大于硫,故选B;单质的熔沸点与元素非金属性无关,故不选C;根据元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断元素的非金属性,不能根据最高价氧化物对应水化物的氧化性判断元素非金属性强弱,故不选D。
6.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子最外层有6个电子,Y是至今发现的非金属性最强的元素,Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置,W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )
A.原子最外层电子数由多到少的顺序:Y、X、W、Z
B.原子半径由大到小的顺序:W、Z、Y、X
C.元素非金属性由强到弱的顺序:Y、W、X
D.气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序:X、Y、W
A
解析:短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子最外层有6个电子,X应为第2周期的O元素;Y是至今发现的非金属性最强的元素,Y为F;Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置,结合原子序数可知,Z为第3周期ⅢA族元素,Z为Al;W的单质广泛用作半导体材料,W为Si,据此分析。B选项,原子半径由大到小的顺序:Z、W、X、Y,错误;C选项,元素非金属性由强到弱的顺序:Y、X、W,错误;D选项,气态氢化物的稳定性Y的最强,错误。
7.X、Y、Z、Q、R五种短周期元素在周期表中的位置如图所示,其中X原子的次外层电子数是最外层的一半,下列说法错误的是( )
D
A.Y元素位于第2周期ⅤA族
B.原子半径:Y>Z
C.气态氢化物的稳定性:R>Q
D.可通过比较Z、Q两种元素最高价氧化物对应水化物的酸性判断二者的非金属性强弱
X Y Z
Q R
解析:由X、Y、Z、Q、R五种短周期元素在周期表中的位置可知,X位于第2周期,其中X原子的次外层电子数是最外层电子数的一半,最外层电子数为4,X为C,结合元素在周期表的位置可知Y为N、Z为O、Q为S、R为Cl,据此分析。Y为N,位于第2周期ⅤA族,故A正确;同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:Y>Z,故B正确;非金属性Cl大于S,则气态氢化物的稳定性:R>Q,故C正确;Z为O,不存在最高正价,则不能由最高价氧化物对应水化物的酸性判断二者的非金属性强弱,故D错误。
8.根据元素周期律的知识,可以设计实验比较元素非金属性的相对强弱。
甲同学欲比较N、C、Si的非金属性强弱,设计了如图所示的实验装置,C中(溶液足量)发生反应的离子方程式为___________________________
,有人认为甲同学的实验装置存在不足之处,请你帮助该同学提出修改意见: 。
解析:因为较强的酸可以制备较弱的酸,而非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性就越强,所以可利用硝酸和碳酸盐反应生成CO2,将CO2通入硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀来完成实验。因为硝酸具有挥发性,为了排除硝酸的干扰,需要用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2气体中混有的硝酸蒸气。
Si+CO2+H2O===H2SiO3↓
+C
在B和C之间连接一个装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
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