在高考化学中,元素周期律与物质酸性/碱性比较是高频考点,解题时需结合周期表结构、元素性质递变规律及实验事实综合分析。以下是具体解题技巧及示例:

一、元素周期律与酸碱性的基本规律

1. 同周期元素(从左到右)

  • 金属性减弱最高价氧化物对应水化物的碱性减弱
  • 示例:第三周期中,NaOH > Mg(OH)₂ > Al(OH)₃(碱性逐渐减弱)。

  • 非金属性增强最高价氧化物对应水化物的酸性增强
  • 示例:HClO₄ > H₂SO₄ > H₃PO₄(酸性逐渐增强)。

    2. 同主族元素(从上到下)

  • 金属性增强最高价氧化物对应水化物的碱性增强
  • 示例:第ⅠA族中,KOH > NaOH > LiOH(碱性逐渐增强)。

  • 非金属性减弱氢化物稳定性降低,最高价含氧酸酸性减弱
  • 示例:第ⅦA族中,HCl > HBr > HI(稳定性递减);HClO₄ > HBrO₄ > HIO₄(酸性递减)。

    二、解题技巧与关键点

    1. 明确题目考查方向

  • 判断是最高价氧化物对应水化物的酸碱性,还是氢化物的酸性/稳定性,或是其他化合物性质(如盐类水解)。
  • 注意:非最高价含氧酸(如H₂SO₃)的酸性强弱不能直接用于比较非金属性。
  • 2. 利用周期表定位元素

  • 根据原子结构(电子层数、最外层电子数)确定元素在周期表中的位置,推断其金属性/非金属性。
  • 示例:若元素X、Y同周期且X在Y左侧,则金属性X > Y,对应碱性X的氢氧化物更强。
  • 3. 特殊规律与例外处理

  • 对角线规则:如Li与Mg性质相似,Be与Al性质相似,可能导致碱性偏离主族趋势。
  • 氢键影响:HF的酸性弱于HCl(因F的电负性强,但HF分子间氢键导致其难电离)。
  • 4. 实验事实辅助判断

  • 金属与水/酸反应的剧烈程度、置换反应等实验现象直接反映金属性。
  • 示例:Na与冷水剧烈反应,Mg与冷水不反应,说明金属性Na > Mg。

  • 非金属单质间的置换反应(如Cl₂置换出Br₂)直接证明非金属性Cl > Br。
  • 三、高频题型及应对策略

    题型1:比较最高价氧化物对应水化物的酸碱性

  • 步骤
  • 1. 确定元素周期位置(周期、族)。

    2. 根据同周期/主族的金属性/非金属性递变规律判断。

    3. 结合实验事实或已知数据验证。

  • 示例:比较H₃PO₄与HNO₃的酸性。
  • P和N同周期,N在P右侧,非金属性N > P → HNO₃酸性强于H₃PO₄。
  • 题型2:比较氢化物的酸性或稳定性

  • 关键:稳定性与非金属性正相关,但酸性强弱需考虑键能、氢键等因素。
  • 示例:稳定性:HF > H₂O > NH₃;酸性:HCl > H₂S > PH₃。
  • 题型3:盐类溶液的酸碱性比较

  • 规律
  • 金属阳离子水解显酸性(如Al³⁺ → Al(OH)₃ + H⁺)。
  • 非金属阴离子水解显碱性(如CO₃²⁻ → HCO₃⁻ + OH⁻)。
  • 示例:相同浓度下,Na₂CO₃溶液pH > NaHCO₃ > NaCl(水解程度递减)。
  • 四、易错点与避坑指南

    1. 混淆最高价与非最高价含氧酸

  • 错误:用H₂SO₃的酸性强于HClO,推断S的非金属性 > Cl。
  • 正确:应比较最高价酸(H₂SO₄与HClO₄)。
  • 2. 忽略氢键对酸性的影响

  • 示例:HF的酸性弱于HCl,但因F的电负性强,容易误判非金属性。
  • 3. 未考虑实验条件差异

  • 示例:浓硫酸与金属反应可能因强氧化性钝化金属,不能直接判断酸性强弱。
  • 五、真题演练(参考思路)

    例题:短周期元素X、Y、Z、W的原子序数递增,其中Y的单质是空气主要成分,Z的最外层电子数是内层的3倍,W是金属性最强的元素。判断HXO₃与HZO₃的酸性强弱。

  • 解析
  • 1. Y为N,Z为O,X可能为C,W为Na。

    2. 非金属性O > C → HZO₃(HNO₃)酸性强于HXO₃(H₂CO₃)。

    通过系统掌握周期律、结合实验事实和特殊规律,此类题目可高效破解。建议多练习真题(如网页1、11、16中的例题),强化对规律的理解和应用能力。