小题保分训练20--元素“位—构—性”的关系及应用(附答案解析).docx

小题保分训练(20) 元素“位—构—性”的关系及应用
1．已知X、Y、Z、T、W是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中X、T同主族，X与Y形成的气态化合物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，Z原子的最外层电子数是电子层数的3倍，W是一种重要的半导体材料。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：X<Y<Z<T
B．Y元素的含氧酸都属于强酸
C．Z、T和W三种元素形成的化合物的水溶液呈碱性
D．元素Z、T组成的化合物中阴、阳离子个数之比为2:1
2．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，经常在食品包装袋中充入Y的单质气体延缓食品的腐败，由X、W形成的一种化合物与Z、W形成的一种化合物反应，生成淡黄色固体。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径的大小顺序：r(Y)>r(Z)>r(W)
B．上述四种元素可以形成阴、阳离子数之比为1：1的离子化合物
C．气态氢化物的稳定性：Y>Z
D．单质沸点：X>Y>Z
3．W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大。W原子最外层电子数等于其电子层数的3倍；W和X能形成两种离子化合物；Z的最高价氧化物对应的水化物和气态氢化物都是强酸；向Z的氢化物的水溶液中逐滴滴入XYW2溶液至过量，开始没有沉淀，后逐渐产生白色沉淀。下列推断正确的是(　　)
A．简单离子半径：X>Y>Z>W B．最高价氧化物对应水化物的碱性：X<Y
C．工业电解XZ的饱和溶液可得到Z的单质 D．向X2W2中加入YZ3溶液一定不产生沉淀
4．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：X<Y<Z<W B．W的最高价氧化物对应水化物是一种弱碱
C．Y的单质的氧化性比Z的强 D．X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
5．短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，X2－和Y2＋具有相同的电子层结构，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是(　　)
A．W与氢形成的原子个数比为1：1的化合物有多种
B．X的氢化物只含有极性共价键
C ．Y单质可通过电解Y的氯化物获得
D．W与Z形成化合物WZ2中各原子均满足8电子稳定结构
6．短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，其中W元素原子的最外层电子数是内层电子数的两倍。X与Z同主族，两原子的核外电子数之和为24。Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。下列说法正确的是(　　)
A．简单离子半径：Z>Y>X
B．Y分别与X、Z形成的二元化合物中不可能存在共价键
C．W、Y、Z的单质分别与X2反应时，条件不同产物均不同
D．如图所示实验可证明非金属性：Cl>Z

7．已知a、b、c、d、e是前四周期原子序数依次增大的五种元素，其中a的一种核素常用来鉴定文物年代；c元素所组成的单质和氢化物中各有一种可以用来作消毒剂和漂白剂；d元素的原子半径是第三周期金属元素中最小的；e元素有多种价态，其中含＋6价e的一种盐是目前理想的自来水处理剂。下列判断正确的是(　　)
A．a、b、c三种元素分别形成的单质均只有一种 B．d的氧化物都能溶于过量的氨水
C．e的氧化物都能与盐酸反应生成一种盐和水 D．a、b、d、e的单质都能与c的单质发生氧化还原反应
8．已知短周期主族元素X、Y、Z、W、R，其中X的原子半径在短周期主族元素中最大，Y元素的原子最外层电子数为m，次外层电子数为n，Z元素的原子L层电子数为m＋n，M层电子数为m－n，W与Z同主族，R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2：1。下列叙述错误的是(　　)
A．X与Y形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1：2
B．Y的氢化物比R的氢化物稳定，且熔沸点高
C．RY2和WY2通入Ba(NO3)2溶液中均不产生白色沉淀
D．RY2和X2Y2均具有漂白性，均能使品红试液褪色
9．叶蜡石是一种重要的化工原料，化学式为X2[Y4Z10](ZW)2，X、Y、Z、W均为短周期元素，X与Y为同一周期相邻元素，Y的最外层电子数为次外层的一半，X为地壳中含量最多的金属元素，X的离子与ZW－含有相同的电子数。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：Y>X>Z>W B．最简单氢化物的沸点：Y>Z
C．X与W形成的[XW4]－具有较强的还原性 D．可用NaOH溶液分离X、Y的最高价氧化物的混合物
10．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。某储氢材料为共价化合物，化学式为XW3YW3，组成该化合物的三种元素的原子序数之和为13。某精密陶瓷材料化学式为ZY，Z的氧化物或氢氧化物均能与盐酸、NaOH溶液发生化学反应。下列说法正确的是(　　)
A．X、Y是同主族元素
B．原子半径：Z>Y>X
C．X的氧化物能够与NaOH反应生成盐和水
D．YW3在铂催化加热条件下与足量的O2反应最后生成一种弱酸
11．短周期主族元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y的最高价氧化物对应的水化物为H3YO4，部分信息如表所示。用α粒子撞击R的一种核素会生成W的一种核素，核反应方程式为He＋RW＋n。下列说法错误的是(　　)
元素
X
Y
Z
0.1 mol·L－1其最高价氧化物对应水化物溶液的pH(25 ℃)
13.0
1.57
1.0
A．简单离子的还原性：Y<Z
B．含Z的两种酸相互反应可制得Z单质
C．化合物RWZ2中所有原子均满足8电子稳定结构
D．常温下，X2RW3溶液中由水电离的c(OH－)>1×10－7 mol·L－1
12．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的单质在Z的单质中可以安静地燃烧，产生苍白色火焰，并伴有白雾；X最外层电子数是次外层电子数的3倍，W、X、Y、Z元素原子的最外层电子数之和为15。下列说法正确的是(　　)
A．简单氢化物的沸点：X<Z
B．简单离子半径：Y>Z>X
C．Z的氧化物对应的水化物一定是强酸
D．W与X形成的原子个数比为1∶1的分子中既有极性共价键，又有非极性共价键
13．W、X、Y、Z、M为短周期原子序数依次递增的主族元素，其最外层电子数可用如图表示。下列有关说法错误的是(　　)

A．原子半径：Z>W
B．简单氢化物的沸点：X>Y
C．Z的单质可与X的最高价氧化物发生置换反应
D．Y和M的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
14．分子TCCA(如图所示)是一种高效的消毒漂白剂。W、X、Y、Z是分属两个不同短周期且原子序数递增的主族元素，Y原子核外最外层电子数是电子层数的3倍。下列叙述正确的是(　　)

A．分子中所有原子均满足8电子稳定结构
B．原子半径大小：X<Y<Z
C．氧化物的水化物酸性：Z>X>W
D．简单气态氢化物的热稳定性：W>X>Y
15．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素，分布在三个不同周期。X、Y、Z、W为这些元素形成的化合物，X为二元化合物且为强电解质，W的水溶液呈碱性，物质的转化关系如图所示。下列说法中正确的是(　　)

A．对应的简单离子半径：C>D>B
B．D、E形成的化合物为含有极性共价键的共价化合物
C．电解C、E形成的化合物水溶液，可生成C、E对应的单质
D．由A、B、E形成的化合物都含有共价键，溶液都呈强酸性
16．我国科学家成功合成了世界上首个含五氮阴离子的盐(局部结构如图)，其中还有两种10电子离子、一种18电子离子。X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，且均不在同一族。下列说法不正确的是(　　)

A．Y的原子半径大于Z的原子半径
B．在该盐中，存在极性共价键和非极性共价键
C．Z的简单气态氢化物稳定性比Y的简单气态氢化物稳定性强
D．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比M的最高价氧化物对应水化物的酸性强
17．科学家利用原子序数依次递增的W、X、Y、Z四种短周期元素，“组合”成一种具有高效催化性能的超分子，其分子结构示意图如图所示(短线代表共价键)。其中W、X、Z分别位于不同周期，Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是(　　)

A．简单离子半径：Z>Y>W
B．Y与W、X、Z均能形成至少两种化合物
C．氢化物的沸点：Y>X
D．1 mol ZW与水发生反应生成1 mol W2，转移电子2 mol
18．短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊均由上述二种或三种元素组成，甲为淡黄色固体，乙和丁均为分子中含有10个电子的二元化合物，有关物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．W与Z形成的化合物为离子化合物 B．戊一定为有毒气体
C．离子半径大小：Y>Z>W D．相同条件下，乙的沸点高于丁
19．短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大。四种元素形成的单质依次为m、n、p、q；x、y、z是这些元素组成的二元化合物，其中z为形成酸雨的主要物质之一；25 ℃时，0.01 mol·L－1w溶液中，＝
1.0×10－10。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径的大小：a<b<c<d B．氢化物的沸点：b>d
C．x的电子式为 D．y、w含有的化学键类型完全相同
20．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素，其中Z为金属元素，X、W为同一主族元素。X、Z、W形成的最高价氧化物分别为甲、乙、丙。x、y2、z、w分别为X、Y、Z、W的单质，丁是化合物。其转化关系如图所示，下列判断正确的是(　　)

A．反应①、②属于氧化还原反应，③属于非氧化还原反应
B．Y的离子半径比Z的离子半径小
C．反应③可以证明X的非金属性强于W
D．一定条件下，x与甲反应生成丁
21．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，原子最外层电子数之和为17。其中W、X、Y三种元素的简单离子的核外电子排布相同，且可形成结构如图所示的化合物。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：Z>Y>X>W
B．X与Z形成的化合物会抑制水的电离
C．X、Z均能形成两种常见氧化物
D．W的最高价氧化物对应水化物的酸性最强

【小题保分训练(20) 元素“位—构—性”的关系及应用】答案
1．C。解析：已知X、Y、Z、T、W是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，X与Y形成的气态化合物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该化合物为氨，则X为H，Y为N；其中X、T同主族，则T为Na；Z原子的最外层电子数是电子层数的3倍，Z为O；W是一种重要的半导体材料，W为Si。同周期自左而右，原子半径逐渐减小，同主族自上而下，原子半径逐渐增大，原子半径N>O，A项错误。N的含氧酸有硝酸和亚硝酸等，其中亚硝酸为弱酸，B项错误。Z、T和W三种元素形成的化合物为硅酸钠，水解后溶液呈碱性，C项正确。元素Z、T组成的化合物为氧化钠或过氧化钠，其阴、阳离子个数之比均为1：2，D项错误。
2．B。解析：经常在食品包装袋中充入Y的单质气体(氮气)延缓食品的腐败，则Y是N。由X、W形成的一种化合物与Z、W形成的一种化合物反应，生成淡黄色固体，该淡黄色固体只能是单质S，所以两种化合物分别是H2S和SO2，反应得到单质S。所以X为H，Y为N，Z为O，W为S。O与S位于同主族，从上到下，原子半径依次增大，则r(S)>r(O)，A项错误。上述四种元素可以形成阴、阳离子数之比为1：1的离子化合物NH4HSO3，B项正确。同周期主族元素从左向右，气态氢化物的稳定性增强，所以稳定性H2O>NH3，C项错误。O2、N2和H2的相对分子质量逐渐减小，所以分子间作用力减小，所以单质沸点为H2<N2<O2，D项错误。
3．C。解析：W原子最外层电子数等于其电子层数的3倍，W是O；W和X能形成两种离子化合物，则X是Na；Z的最高价氧化物对应的水化物和气态氢化物都是强酸，Z是Cl；向盐酸中逐滴滴入XYW2溶液至过量，开始没有沉淀，后逐渐产生白色沉淀，则Y是Al。根据离子的电子层结构规律，简单离子半径Cl－>O2－>Na＋> Al3＋，A项错误。元素金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物碱性越强，钠比铝的金属性强，故最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH>Al(OH)3，B项错误。工业电解饱和氯化钠溶液可得氯气，C项正确。向Na2O2中加入过量AlCl3溶液能产生氢氧化铝沉淀，D项错误。
4．D。解析：由题意可推知，X、Y、Z、W分别为H、N、O、Na。原子半径H<O<N<Na，A错误；Na的最高价氧化物对应水化物是氢氧化钠，属于强碱，B错误；氧化性N2<O2，C错误；H、N、O可形成HNO2、HNO3、NH3·H2O等共价化合物及NH4NO2、NH4NO3等离子化合物，D正确。
5．B。解析：由题意可推知，W是C元素，X是O元素，Y是Mg元素，Z是S元素。W是C元素，与氢形成的原子个数比为1：1的化合物有C2H2、C6H6、C8H8等多种，故A正确；X是O元素，氢化物可以是H2O或H2O2，H2O2中含有极性键和非极性键，故B错误；可通过电解熔融MgCl2获得金属Mg，故C正确；CS2中C是＋4价、S是－2价，各原子均满足8电子稳定结构，故D正确。
6．D。解析：W原子最外层电子数是内层电子数的两倍，W为C。X与Z同主族，且核外电子总数为24，X为O、Z为S。Y的原子半径是短周期主族元素中最大的，Y为Na。A项离子半径S2－>O2－>Na＋，错误；B项Na与O、S形成的二元化合物分别为Na2O、Na2O2、Na2S，其中Na2O2中含非极性共价键，错误；C项C、Na、S与O2反应时，生成产物分别可能为CO与CO2、Na2O与Na2O2、SO2，错误；D项生成的Cl2通入H2S溶液中发生反应H2S＋Cl2===S↓＋2HCl，生成黄色沉淀，为置换反应，故可证明非金属性Cl>S，正确。
7．D。解析：由题干信息可推知a、b、c、d、e五种元素分别为C、N、O、Al、Fe。A项，C、N、O三种元素分别形成的单质均不止一种，错误；B项，Al的氧化物为Al2O3，能溶于强碱溶液，不能溶于氨水，错误；C项，e为铁元素，其氧化物Fe3O4与盐酸反应生成两种盐和水，错误；D项，C、N2、Al、Fe都可以和O2发生氧化还原反应，正确。
8．C。解析：X的原子半径在短周期主族元素中最大，应为Na元素；Y元素原子的最外层电子数为m，次外层电子数为n，Z元素原子的L层电子数为m＋n，M层电子数为m－n，因为L层电子最多为8，则n＝2，m＝6，所以Y为O元素，Z为Si元素，W元素与Z元素同主族，应为C元素，R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2：1，Y的核外电子数为8，则R的核外电子数为16，应为S元素。X与Y形成的两种化合物分别为Na2O、Na2O2，两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1：2，A正确；Y是O元素，R是S元素，水的稳定性强于硫化氢，沸点高于硫化氢，B正确；SO2通入Ba(NO3)2溶液，在酸性条件下，硝酸氧化二氧化硫，生成硫酸根离子，硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀；CO2与Ba(NO3)2溶液不反应，无沉淀，C错误；SO2和过氧化钠均具有漂白性，均能漂白有机色质，均能使品红试液褪色，D正确。
9．C。解析：由题给信息可知X为Al，X的离子与ZW－电子数相同，故ZW－为OH－，W为H，Z为O，Y与X相邻且最外层电子数为次外层的一半，故Y为Si。A项原子半径，Al>Si>O>H，错误；B项氢化物的沸点，H2O>SiH4，错误；C项[AlH4]－中H为－1价，故[AlH4]－具有强还原性，正确；D项SiO2、Al2O3均溶于NaOH溶液，故用NaOH溶液无法分离二者，错误。
10．C。解析：C　根据题意可知，W为H，X为B，Y为N，Z为Al。X、Y分别位于ⅢA族、ⅤA族，二者不属于同主族元素，故A错误；原子半径：Z>X>Y，故B错误；根据对角线规则，硼和铝的化学性质相似，氧化铝能够与NaOH反应生成盐和水，则X的氧化物能够与NaOH反应生成盐和水，故C正确；YW3为NH3，NH3在铂催化加热条件下与O2反应生成NO，NO与水、氧气继续反应生成硝酸，硝酸为强酸，故D错误。
11．A。解析：短周期主族元素中能形成化学式为H3YO4的是P元素，由R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大及0.1 mol·L－1 X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物溶液的pH(25 ℃)可知，X为Na元素，Y为P元素，Z为Cl元素，对核反应方程式进行分析：4＋m＝16＋1，2＋6＝n＋0，可得m＝13，n＝8，则R为碳元素，W为氧元素。单质的氧化性越强，其对应离子的还原性越弱，则还原性：Cl－<P3－，A项错误；HCl与HClO反应可制备Cl2，B项正确；化合物COCl2的电子式为，所有原子均满足8电子稳定结构，C项正确；Na2CO3水解使溶液显碱性，故由水电离的c(OH－)>1×10－7 mol·L－1，D项正确。
12．D。解析：由W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素和“W的单质在Z的单质中可以安静地燃烧，产生苍白色火焰并伴有白雾”推出W为H，Z为Cl；由“X最外层电子数是次外层电子数的3倍”推出X为O，由“W、X、Y、Z元素原子的最外层电子数之和为15”推出Y为Na。O的简单氢化物为H2O，Cl的简单氢化物为HCl，H2O分子间可形成氢键，故沸点：H2O>HCl，A项错误；由具有相同核外电子排布的离子，原子序数小的半径大可知，离子半径：O2－>Na＋，B项错误；Cl的氧化物对应的水化物有HClO、HClO3、HClO4等，HClO是弱酸，C项错误；H与O形成的原子个数比为1∶1的分子是H2O2，H2O2中存在氢原子与氧原子形成的极性共价键和氧原子与氧原子形成的非极性共价键，D项正确。
13．B。解析：由题意可知，W为H、X为C、Y为N、Z为Mg、M为Cl。同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径：Z>W，故A正确；氨分子间存在氢键，则简单氢化物的沸点：X<Y，故B错误；Z的单质为Mg，X的最高价氧化物为二氧化碳，二者发生置换反应生成MgO、C，故C正确；Y和M的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸、高氯酸，均为强酸，故D正确。
14．A。解析：由“W、X、Y、Z是分属两个不同短周期且原子序数递增的主族元素”和“Y原子核外电子数是电子层数的3倍”推知Y为O；由TCCA的结构式可知，W形成四个共价键，则W为C，X形成三个共价键，则X为N，Z形成一个共价键，且Z与C、N、O位于不同周期，则Z为Cl。由TCCA的结构式可知，分子中所有原子均满足8电子稳定结构，A项正确；由同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小可知，原子半径：N>O，B项错误；Cl的氧化物对应的水化物有HClO、HClO3、HClO4等，N的氧化物对应的水化物有HNO2和HNO3，C的氧化物对应的水化物为H2CO3，故无法比较其氧化物的水化物酸性强弱，C项错误；元素的非金属性越强，其简单气态氢化物的热稳定性越强，故简单气态氢化物的热稳定性：H2O>NH3>CH4，D项错误。
15．B。解析：由题意可知A为H元素，B为O元素，C为Na元素，D为Al元素，E为Cl元素，X为HCl，Y为NaOH，Z为AlCl3溶液，W为NaAlO2溶液，A、B为O元素，C为Na元素，D为Al元素，对应离子具有相同的核外电子排布，核电荷数越大离子半径越小，故A错误；B项，D、E形成的化合物为氯化铝，为含有极性共价键的共价化合物，故B正确； C．电解氯化钠溶液，得到氢氧化钠、氢气、氯气，不能得到钠单质，故C错误； D．HClO为弱酸，故D错误。
16．D。解析：结构图中含有五氮阴离子，则Y为氮(N)；盐中含有两种10电子离子，则应为NH、H3O＋，从而得出X为氢(H)，Z为氧(O)；M应为18电子离子，且离子半径最大，与其他元素不在同一族，则其只能为氯(Cl)。A.Y(N)的原子半径大于Z(O)的原子半径，符合同周期元素原子半径递变规律，A正确；B.在该盐中，NH、H3O＋内都存在极性共价键，五氮阴离子中含有氮氮非极性共价键，B正确；C.非金属性O>N，则Z(O)的简单气态氢化物稳定性比Y(N)的简单气态氢化物稳定性强，C正确；D.Y(N)的最高价氧化物对应水化物的酸性比M(Cl)的最高价氧化物对应水化物的酸性弱，D不正确；故选D。
17．B。解析：根据题意可知，W为H、X为C、Y为O、Z为Na。则简单离子半径：Y>Z>W，故A错误；Y与W、X、Z均能形成至少两种化合物，如水和过氧化氢、一氧化碳和二氧化碳、氧化钠和过氧化钠，故B正确；固态烃的沸点大于水的沸点，甲烷的沸点小于水的沸点，则Y、X的氢化物的沸点的高低关系不确定，故C错误；1 mol NaH与水发生反应生成1 mol H2，转移电子1 mol，故D错误。
18．B。解析　短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊均由上述二种或三种元素组成，甲为淡黄色固体，则甲为Na2O2，乙和丁均为分子中含有10个电子的二元化合物，根据转化关系可知乙为H2O，Y的单质为O2，丙为NaOH，若丁为NH3，则戊为NO；若丁为CH4，则戊为CO2，故W、X、Y、Z分别为H、C(或N)、O、Na。W与Z形成的化合物NaH为离子化合物，A项正确；戊为一氧化氮或二氧化碳，不一定为有毒气体，B项错误；W离子比其他二者少一个电子层，半径最小，Y、Z离子具有相同电子层结构，核电荷数越大半径越小，故离子半径大小为Y>Z>W，C项正确；相同条件下，乙为水，常温下为液态，乙的沸点高于丁(氨气或甲烷)，D项正确。
19．B。解析：z是形成酸雨的主要成分之一，结合物质的转化关系图可知，z是SO2，n是O2，q是S单质；25 ℃时，0.01 mol/L的w溶液中c(H＋)/c(OH－)＝1.0×10－10，说明溶液的pH＝12，w是一元强碱NaOH，x是H2O，y是Na2O2，m是H2，p是Na。A项，原子半径：H<O<S<Na，错误；B项，常温下，H2O是液体，H2S是气体，则氢化物沸点：H2O>H2S，正确；C项H2O的电子式为H::H，错误；D项Na2O2中含有离子键和非极性键，NaOH中含有离子键和极性键，错误。
20．D。解析：根据题中信息可判断x为碳，丙为二氧化硅，在高温条件下碳与二氧化硅反应生成w为硅、丁为一氧化碳；y2为氧气，碳与氧气点燃反应生成甲为二氧化碳，z为镁，镁在二氧化碳中燃烧反应生成碳和氧化镁。反应①为镁和二氧化碳反应，反应过程镁元素和碳元素化合价均发生变化，是氧化还原反应，反应②为碳在氧气中燃烧，是氧化还原反应，反应③为碳和二氧化硅反应，反应过程中碳元素和硅元素化合价均发生变化，是氧化还原反应，故A项错误；Y的离子为O2－，Z的离子为Mg2＋，电子层数均为两层，但氧离子的核电荷数小于镁离子，故氧离子半径大于镁离子半径，故B项错误；根据元素周期律，可知元素的金属性越强，单质氧化性越强，反应③为2C＋SiO2Si＋2CO↑，反应中C将Si元素还原，不能说明C的非金属性强于Si，故C项错误；碳可以和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，故D项正确。
21．C。解析：由题给信息可推知，元素W、X、Y、Z分别为F、Na、Al、S，所形成的化合物六氟合铝酸钠。原子半径：Na>Al>S>F，A错误；X与Z形成的化合物为硫化钠，是强碱弱酸盐，会水解促进水的电离，B错误；钠能形成氧化钠、过氧化钠，硫能形成二氧化硫、三氧化硫，C正确；W为F，没有正化合价，D错误。