Fatti: A. Il 23 ottobre 2011 hanno avuto luogo le elezioni per il rinnovo del Consiglio nazionale per la legislatura 2011-2015. Nel Cantone Ticino l'elezione di otto deputati avviene con il sistema proporzionale a circondario unico. I candidati Monica Duca Widmer e Marco Romano della lista n. 7 del Partito Popolare Democratico e Generazione Giovani hanno ottenuto il medesimo numero di voti, ossia 23'979: uno solo dei due candidati poteva nondimeno essere eletto. Con comunicato stampa del 23 ottobre 2011 la Cancelleria dello Stato ha rilevato che il Governo cantonale doveva quindi procedere a un sorteggio. In un bollettino stampa del 25 ottobre successivo, il Consiglio di Stato del Cantone Ticino, richiamate le norme vigenti in materia (art. 43 cpv. 3 e 20 della legge federale sui diritti politici del 17 dicembre 1976, LDP, RS 161.1 e art. 11 della relativa ordinanza del 24 maggio 1978, RS 161.11, ODP) e la giurisprudenza del Tribunale federale (DTF 136 II 132), ritenendola non applicabile in materia di elezioni, ha informato di non procedere a un riconteggio dei voti e, rinunciando all'opzione del sorteggio manuale e convalidata la procedura di sorteggio automatico avvenuta il 23 ottobre 2011, ha rilevato che l'esito dello stesso è stato favorevole alla candidata Monica Duca Widmer. B. Il 27 ottobre 2011 il Governo cantonale ha pubblicato il verbale di accertamento dei risultati della votazione (Foglio ufficiale della Repubblica e Cantone Ticino del giorno seguente, n. 86/2011 pag. 8179-8185). Contro la citata comunicazione e la criticata elezione l'avv. I._ è insorto con un ricorso del 28 ottobre 2011 al Consiglio di Stato. Con decisione n. 5979 del 7 novembre 2011 il Governo cantonale ha respinto il ricorso. C. Avverso questa decisione il 14 novembre 2011 l'avv. I._ presenta un ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale. Chiede, in via principale, di annullarla unitamente alla proclamazione della candidata Monica Duca Widmer, di ordinare l'esecuzione di un nuovo sorteggio con estrazione manuale da parte del presidente del Consiglio di Stato alla presenza dell'intero Governo e dei presidenti del Gran Consiglio e del Tribunale d'appello, nonché, facoltativamente, dei due candidati in discussione; in via subordinata, di ordinare l'esecuzione di un nuovo sorteggio. Dei motivi si dirà, in quanto necessario, nei considerandi. D. La Cancelleria federale non si è espressa su questo ricorso, pronunciandosi soltanto sulle parallele cause (1C_518/2011 e 1C_520/2011): in quell'ambito ha ricordato che, anche nel quadro della nuova legge sui diritti politici del 1976, il legislatore federale ha deciso di mantenere il sorteggio, mentre non si esprime sulle modalità di quello litigioso e non formula proposte di giudizio. Con osservazioni del 17 novembre 2011, il Governo cantonale propone di respingere il ricorso in quanto ammissibile. Nella replica del 21 novembre 2011 il ricorrente si riconferma nelle sue tesi e conclusioni, insistendo sulla pseudo-casualità dell'algoritmo di sorteggio.