1. 纯净物中元素之间的质量关系【以水(H₂O)为例,已知Aᵣ(H)=1、Aᵣ(O)=16】
(1) 相对分子质量=各元素的相对原子质量之和,$M_r(\mathrm{H}_2\mathrm{O})=$
18
。
(2) 化合物中各元素的原子个数比=
下标数字之比
,$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$中氢、氧元素的原子个数比=
2:1
。
(3) 化合物中各元素的质量比=各元素的相对原子质量与
原子个数(或下标数字)
的乘积之比,$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$中各元素质量比$m(\mathrm{H}):m(\mathrm{O})=$
1:8
(结果为最简整数比)。
(4) 化合物中某元素的质量分数=
$\dfrac{该元素的A_r×原子个数}{化合物的M_r}$
×100%,$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$中氢元素的质量分数$w(\mathrm{H})=$
$\dfrac{1×2}{18}×100\%≈11.1\%$
,氧元素的质量分数$w(\mathrm{O})=$
$\dfrac{16}{18}×100\%≈88.9\%$
。
(5) 一定质量的化合物中某元素的质量=该化合物的质量×该元素在化合物中所占的质量分数,18 g水中含有氢元素质量$m(\mathrm{H})=$
$18\ \mathrm{g}×\dfrac{2}{18}×100\%=2\ \mathrm{g}$
,氧元素质量$m(\mathrm{O})=$
$18\ \mathrm{g}×\dfrac{16}{18}×100\%=16\ \mathrm{g}$
或$m(\mathrm{O})=$
$18\ \mathrm{g}-2\ \mathrm{g}=16\ \mathrm{g}$
。(列式计算)
(6) 化合物的质量=元素的质量÷
该元素的质量分数
,
36
g水中含有4 g氢元素。
解析:
【分析】
本题围绕水(H₂O)的化学式,考查纯净物中元素的各类质量关系计算,解题时需先明确每个概念的定义,再结合水的化学式及已知相对原子质量,逐步代入公式计算对应数值,完成各空填写。具体步骤为:先计算相对分子质量,再确定原子个数比,接着计算元素质量比、元素质量分数,最后推导元素质量与化合物质量的换算关系。
【解析】
(1) 相对分子质量为各元素相对原子质量之和,$M_r(\mathrm{H}_2\mathrm{O})=A_r(\mathrm{H})×2 + A_r(\mathrm{O})=1×2 +16=18$;
(2) 化合物中各元素原子个数比等于化学式中元素符号右下角的数字之比,$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$中氢、氧原子个数比为$2:1$;
(3) 化合物中各元素质量比等于各元素相对原子质量与原子个数的乘积之比,$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$中$m(\mathrm{H}):m(\mathrm{O})=(1×2):16=1:8$;
(4) 化合物中某元素的质量分数公式为$\dfrac{该元素的A_r×原子个数}{化合物的M_r}×100\%$;$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$中$w(\mathrm{H})=\dfrac{1×2}{18}×100\%≈11.1\%$,$w(\mathrm{O})=\dfrac{16}{18}×100\%≈88.9\%$;
(5) 18g水中氢元素质量$m(\mathrm{H})=18\ \mathrm{g}×\dfrac{2}{18}×100\%=2\ \mathrm{g}$;氧元素质量可通过化合物质量减氢元素质量计算,即$m(\mathrm{O})=18\ \mathrm{g}-2\ \mathrm{g}=16\ \mathrm{g}$,也可直接计算得$18\ \mathrm{g}×\dfrac{16}{18}×100\%=16\ \mathrm{g}$;
(6) 化合物的质量=元素的质量÷该元素的质量分数;含4g氢元素的水的质量为$4\ \mathrm{g}÷\dfrac{2}{18}=36\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) 18
(2) 下标数字之比 2:1
(3) 原子个数(或下标数字) 1:8
(4) $\dfrac{该元素的A_r×原子个数}{化合物的M_r}$ $\dfrac{1×2}{18}×100\%≈11.1\%$ $\dfrac{16}{18}×100\%≈88.9\%$
(5) $18\ \mathrm{g}×\dfrac{2}{18}×100\%=2\ \mathrm{g}$ $18\ \mathrm{g}×\dfrac{16}{18}×100\%=16\ \mathrm{g}$ $18\ \mathrm{g}-2\ \mathrm{g}=16\ \mathrm{g}$
(6) 该元素的质量分数 36
【知识点】
相对分子质量计算;化合物元素质量关系;元素质量分数计算
【点评】
本题以水为载体,全面考查纯净物中元素相关的基础计算,是化学计算的核心入门题型,帮助学生建立化学式与元素质量的关联,夯实化学计算基础,题型典型且难度较低。
【难度系数】
0.8