内容正文:
第四章 认识化学元素
题型1 元素的意义与元素符号
题型2 元素在自然界中的存在
题型3 元素周期表
题型4 物质的常见分类
题型5 化学式的意义与书写
题型6 物质组成的计算
题型7 化合价的判断
题型8 探究物质的组成
▉题型1 元素的意义与元素符号
【例1】 我们常用的铁强化酱油、加碘食盐中的“铁、碘”是指( )
A.离子 B.原子
C.分子 D.元素
【例2】 下列对化学用语解释错误的是( )
A.Ca—钙元素 B.2N—2个氮原子
C.Mg2+—镁离子 D.2Cu—2个铜元素
【变式1-1】下列元素符号中,书写不正确的是
A.氧O B.铝Al C.钠NA D.镁Mg
【变式1-2】关于Fe、Fe3+ 两种粒子的说法正确的是( )
A.它们的电子层数一定相同 B.它们属于不同的元素
C.它们的质量几乎相同 D.它们的质子数和电子数一定相等
【变式1-3】如图是四种粒子的结构示意图,下列有关说法不正确的是
A.②表示的粒子属于金属元素 B.②表示的粒子在化学反应中易失电子
C.①②③④表示三种不同元素 D.①③所表示的粒子化学性质相似
▉题型2 元素在自然界中的存在
【例3】 地壳中含量最多的金属元素是
A.O B.Ca C.Fe D.Al
【变式2-1】归纳法是学习化学的重要方法之一。下列归纳正确的是
A.地壳中元素的含量
B.物质的分类
C.化学反应类型
D.物质的组成和构成
▉题型3 元素周期表
【例4】 芯片是一个国家制造业和科技实力的象征,硅是芯片的主要原料。下列有关硅的说法(如图)中,不正确的是( )
A.相对原子质量是28.09g
B.原子的最外层电子数为4
C.原子序数是14
D.在地壳中的元素含量仅次于氧
【例5】元素周期表是学习和研究化学的重要工具,如图是元素周期表的一部分。下列说法中错误的是( )
A.原子序数磷元素大于氧元素
B.氧原子和硫原子最外层上的电子数相等
C.磷元素和硫元素在同一周期
D.硫原子电子层数大于磷原子电子层数
【变式3-1】某元素原子失去2个电子后形成的粒子与Ne有相同的核外电子数,下列说法正确的是( )
A.该元素位于周期表第二周期 B.该粒子为阴离子
C.该粒子核电荷数为10 D.该粒子为Mg2+
【变式3-2】钒被誉为“合金中的维生素”,国家速滑馆的“天幕”用国产高钒封闭索编织而成。右图是钒在元素周期表中的部分信息及其原子结构示意图,下列说法不正确的是( )
A.x的值为8 B.钒属于金属元素
C.钒元素位于第三周期 D.钒离子的符号为V2+
【变式3-2】如图是元素周期表的一部分,下列说法正确的是( )
A.原子序数:乙<丙<甲
B.氮元素的相对原子质量是14.01g
C.乙的原子结构示意图为
D.甲元素与氖元素具有相似的化学性质
▉题型4 物质的常见分类
【例6】“天宫”空间站中资源的最大化利用是航天品牛活的重要保障。如图所示是资源再利用中的一个微观示意图,下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为分解反应 B.分子在化学变化中不可分
C.物质C由两种元素组成属于混合物 D.化学反应前后原子的种类不变
【变式4-1】下列物质可制造用于治疗癌症等疾病的纳米酶,其中属于单质的是
A.金 B.氧化铁 C.氧化铈 D.四氧化三铁
【变式4-2】如图是某化学反应的微观示意图,其中不同的圆球代表不同种类的原子。下列说法中正确的是( )
A.该反应涉及到四种原子
B.该反应属于化合反应
C.参加反应的两种分子的个数比为 1∶1
D.化学反应前后,原子的个数改变
▉题型5 化学式的意义与书写
【例7】对于下列几种化学符号,有关说法正确的是:①H2 ②Cu ③C ④CO2 ⑤Cu2+ ⑥CuSO4
A.能表示一个分子的是①④⑥
B.④中数字“2”表示1个氧分子
C.①②③④⑥均是可以表示物质组成的化学式
D.②⑤的质子数相同,化学性质也相同
【变式5-1】关于化学式H2O2,下列说法错误的是
A.表示过氧化氢这种物质
B.过氧化氢中氧元素的化合价为-1价
C.表示1个过氧化氢分子
D.表示过氧化氢由2个H原子和2个O原子构成
【变式5-2】完成下列填空:
(1)化学用语是最简明、信息丰富、国际通用的语言。请用化学用语填空:
①2个氢原子 ;
②二氧化氮分子 ;
③3个铝离子 ;
④五氧化二磷中氧元素的化合价 ;
⑤氯化钠 ;
⑥氢氧化钾 。
(2)写出符号“3SO2”中数字的含义:“3”表示 ;“2”表示 。
▉题型6 物质组成的计算
【例8】 碳酸乙烯酯(C3H4O3)可用作锂电池电解液,下列有关碳酸乙烯酯的说法正确的是
A.碳酸乙烯酯的相对分子质量为
B.碳酸乙烯酯是由 3 个碳原子,4 个氢原子和 3 个氧原子构成的
C.碳酸乙烯酯中 C、H、O 三种元素的质量比为 9:1:12
D.碳酸乙烯酯中碳元素的质量分数=
【例9】 自然资源部2020年3月26日公布:我国可燃冰试采创下两项世界纪录。可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质(主要成分化学式CH4·nH2O)。
(1)计算CH4的相对分子质量
(2)计算组成CH4的碳氢元素质量比 。
(3)下列关于可燃冰的主要成分(CH4·nH2O)中各元素的质量分数,结论正确的是______。(填序号)
A.碳元素的质量分数最大
B.氢元素的质量分数最大
C.氧元素的质量分数最大
D.各元素质量分数的大小关系无法确定
【变式6-1】苹果中富含苹果酸(C4H4O4)。下列关于苹果酸的说法正确的是( )
A.苹果酸中含有12个原子
B.相对分子质量为112
C.碳元素的质量分数约为41.4%
D.C、H、O的质量比为1︰1︰1
【变式6-2】人体缺乏维生素C(简写“Vc”)就会患坏血病,哥伦布探险时的许多船员就因长期没有吃蔬菜而死亡。维生素C的化学式为,请根据维生素C的化学式计算。
(1)维生素C中有 种元素;每个维生素C分子中共有 个原子,其中碳、氢、氧的原子个数比为 (填最简比);维生素C的相对分子质量是 ,其中碳元素和氧元素的质量比为 (填最简比)。
(2)求维生素C中氧元素的质量分数。(写出计算过程,保留一位小数)
(3)求176g维生素C中含氢元素的质量。(写出计算过程)
【变式6-3】国家质量标准规定市售尿素的含量在96%以上为达标一级产品。现某化工集团公司生产的尿素外包装标签如图所示。
(1)尿素的化学式量为 。
(2)该公司生产的市售尿素是 (填“纯净物或混合物”)。
(3)通过计算说明,该尿素是否可以按一级品出售?
▉题型7 化合价的判断
【例10】 酒精检测仪中装有重铬酸钾(),该化合中铬元素(Cr)的化合价为( )
A.+6 B.+5
C.+4 D.+2
【变式7-1】下列含氮的物质中,氮元素的化合价由低到高排列的是( )
①NO ②NH3 ③N2O ④NO2 ⑤N2 ⑥KNO3
A.⑤③①②④⑥ B.⑥④③⑤①②
C.②④①③⑥⑤ D.②⑤③①④⑥
【变式7-2】已知氯酸钾的化学式为,溴酸中溴元素的化合价与氯酸钾中氯元素的化合价相同,则溴酸的化学式应表示为( )
A. B.
C.HBrO D.HBr
【变式7-3】元素化合价和物质类别是认识物质的两个重要维度。如图表示硫元素的化合价与含硫物质类别之间的关系,下列关于A对应物质的化学式正确的是
A.S B.SO2 C.SO3 D.O2
▉题型8 探究物质的组成
【例11】已知某物质R在空气中燃烧的表达式为:R+O2H2O+CO2,则有关R中元素组成说法正确的是( )
A.只含碳元素
B.一定含碳元素和氧元素
C.一定含有氧元素
D.一定含碳元素和氢元素,可能含有氧元素
【变式7-1】某化合物在O2中完全燃烧,产物只有CO2和H2O,则关于该化合物的组成,说法正确的是
A.只有C、H两种元素 B.一定有C、H两种元素,可能有O元素
C.一定有C、H、O三种元素 D.无法确定
【变式7-2】某研究小组发现,维C泡腾片(保健药品,主要成分见图1)溶于水,有许多气泡产生(如图2)。该小组同学对该气体的成分进行如下探究。
【猜想与假设】
小华说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2中的一种或几种。
(1)小明说:根据化学反应前后 不变,维C泡腾片的主要成分中不含 ,所以不可能生成N2。
(2)小芳说:从药品安全角度考虑,因为CO 有毒,所以不可能含有; 易燃易爆,所以也不可能含有,写出该气体在空气中燃烧的反应文字表达式 。
该小组同学经过讨论认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
【进行实验】
实验编号
实验操作
实验现象
①
将气体通入澄清的石灰水中
澄清石灰水变浑浊
②
将带火星的木条伸入该气体中
带火星的木条没有复燃
【得出结论】
(3)由实验①可知,该气体中肯定含有 。
(4)由实验② (填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气,理由是 。
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第四章 认识化学元素
题型1 元素的意义与元素符号
题型2 元素在自然界中的存在
题型3 元素周期表
题型4 物质的常见分类
题型5 化学式的意义与书写
题型6 物质组成的计算
题型7 化合价的判断
题型8 探究物质的组成
▉题型1 元素的意义与元素符号
【例1】 我们常用的铁强化酱油、加碘食盐中的“铁、碘”是指( )
A.离子 B.原子
C.分子 D.元素
【答案】D
【解析】市场上有“加碘食盐”、“铁强化酱油”等商品,这里的“碘、铁”不是以单质、分子、原子等形式存在,这里所指的“碘、铁”是强调存在的元素,与具体形态无关;
故选D。
【例2】 下列对化学用语解释错误的是( )
A.Ca—钙元素 B.2N—2个氮原子
C.Mg2+—镁离子 D.2Cu—2个铜元素
【答案】D
【解析】A、Ca是元素符号,可表示钙元素、1个钙原子,还可表示金属钙单质,钙是由原子构成,化学式与元素符号相同,故A正确;
B、元素符号前的数字表示原子个数,2N中2表示2个氮原子,故B正确;
C、离子的表示方法,在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略,Mg2+表示镁离子、1个镁离子、一个镁离子带两个单位正电荷,故C正确;
D、元素符号前的数字表示原子个数,2Cu中2表示2个铜原子,元素不讲个数,故D错误,故选D。
【变式1-1】下列元素符号中,书写不正确的是
A.氧O B.铝Al C.钠NA D.镁Mg
【答案】C
【知识点】元素符号书写及含义
【解析】书写元素符号时:①有一个字母表示的元素符号要大写;②由两个字母表示的元素符号,第一个字母大写,第二个字母小写,可知钠的元素符号应为Na,故选:C。
【变式1-2】关于Fe、Fe3+ 两种粒子的说法正确的是( )
A.它们的电子层数一定相同 B.它们属于不同的元素
C.它们的质量几乎相同 D.它们的质子数和电子数一定相等
【答案】C
【解析】Fe表示铁原子,Fe3+表示+3价的铁离子:
A、它们的核外电子数不同,Fe的核外电子层数比Fe3+的核外电子层数多1层,说法错误;
B、它们是同种元素形成的微粒,核电荷数相同,则质子数相同,说法错误;
C、电子的质量比质子、中子的质量小很多,可以忽略不计,故原子失去电子后,质量几乎不变,说法正确;
D、原子得到或失去电子后,只是电子数改变,它们的质子数相同,电子数不相同,说法错误。
故选C。
【变式1-3】如图是四种粒子的结构示意图,下列有关说法不正确的是
A.②表示的粒子属于金属元素 B.②表示的粒子在化学反应中易失电子
C.①②③④表示三种不同元素 D.①③所表示的粒子化学性质相似
【答案】B
【知识点】最外层电子在化学变化中的作用、元素的概念、元素周期表及元素分类
【解析】A、②表示的粒子的核内质子数为,为钠元素,带“钅”字旁,属于金属元素,选项说法正确;
B、②表示的粒子最外层电子数为,属于相对稳定结构,选项说故法错误;
C、不同种元素最本质的区别是质子数不同,②和④核内质子数相同,属于同一种元素,图中共表示三种元素,选项说法正确;
D、①③原子的最外层电子数相同,所表示的粒子化学性质相似,选项说法正确;
故选B。
▉题型2 元素在自然界中的存在
【例3】 地壳中含量最多的金属元素是
A.O B.Ca C.Fe D.Al
【答案】D
【知识点】地壳中元素的含量
【解析】地壳中元素含量前五位由多到少依次为氧、硅、铝、铁、钙,因此地壳中含量最多的金属元素是铝,其元素符号为Al;
故选:D。
【变式2-1】归纳法是学习化学的重要方法之一。下列归纳正确的是
A.地壳中元素的含量
B.物质的分类
C.化学反应类型
D.物质的组成和构成
【答案】D
【解析】A、地壳中元素含量由高到低依次是:氧、硅、铝、铁、其他,不符合题意;
B、物质分为纯净物和混合物,纯净物由同种物质组成,混合物由不同种物质组成,纯净物分为单质和化合物,单质是由同种元素组成的纯净物,化合物是由不同种元素组成的纯净物,不符合题意;
C、化合反应和分解反应均属于基本反应类型,但是氧化反应不属于基本反应类型,不符合题意;
D、物质是由元素组成的,分子、原子均可直接构成物质,原子也可构成分子,符合题意。
故选D。
▉题型3 元素周期表
【例4】 芯片是一个国家制造业和科技实力的象征,硅是芯片的主要原料。下列有关硅的说法(如图)中,不正确的是( )
A.相对原子质量是28.09g
B.原子的最外层电子数为4
C.原子序数是14
D.在地壳中的元素含量仅次于氧
【答案】A
【解析】A、相对原子质量是28.09,相对原子质量的单位不是g,而是“1”,通常省略不写,符合题意;
B、硅原子核内质子数为14,所以核外电子数也是14,原子的最外层电子数为4,不符合题意;
C、由图示可知,硅原子序数是14,不符合题意;
D、在地壳中的元素含量由高到低为:氧、硅、铝、铁,所以硅元素含量仅次于氧元素,不符合题意。
故选A。
【例5】元素周期表是学习和研究化学的重要工具,如图是元素周期表的一部分。下列说法中错误的是( )
A.原子序数磷元素大于氧元素
B.氧原子和硫原子最外层上的电子数相等
C.磷元素和硫元素在同一周期
D.硫原子电子层数大于磷原子电子层数
【答案】D
【解析】A、元素周期表信息示意图中,左上角的数字表示该元素的原子序数,因此磷元素的原子序数为15,氧元素的原子序数为8,选项A正确;
B、原子序数=质子数=核外电子数,因此氧原子核外有8个电子,根据核外电子的排布规律,氧原子最外层上电子数为6,硫原子核外有16个电子,硫原子最外层上的电子数也为6,选项B正确;
C、元素的周期数=原子的电子层数,磷原子核外有三个电子层,硫原子核外也是三个电子层,因此磷元素和硫元素在同一周期,选项C正确;
D、同一周期元素原子的电子层数相同,硫元素和磷元素磷处于同一周期,因此硫原子电子层数等于磷原子电子层数,选项D不正确。
故选D。
【变式3-1】某元素原子失去2个电子后形成的粒子与Ne有相同的核外电子数,下列说法正确的是( )
A.该元素位于周期表第二周期 B.该粒子为阴离子
C.该粒子核电荷数为10 D.该粒子为Mg2+
【答案】D
【解析】该元素失去2个电子后形成的粒子与Ne具有相同的核外电子数。Ne原子的核外电子数是10,则设该元素的原子的核外电子数为x,则x-2=10,则x=12。在原子中,核外电子数=质子数,则该元素为第12号元素,镁元素。
A、镁元素在元素周期表中排列在第三周期。故A错误;
B、镁原子失去两个电子后,形成镁离子,带两个单位的正电荷,为阳离子。故B错误;
C、镁原子中,质子数=核外电子数=12。故C错误;
D、镁原子失去两个电子后,镁离子的符号为:Mg2+。故D正确。
故选D。
【变式3-2】钒被誉为“合金中的维生素”,国家速滑馆的“天幕”用国产高钒封闭索编织而成。右图是钒在元素周期表中的部分信息及其原子结构示意图,下列说法不正确的是( )
A.x的值为8 B.钒属于金属元素
C.钒元素位于第三周期 D.钒离子的符号为V2+
【答案】C
【解析】A、在原子中,质子数=核外电子数。根据钒原子的结构示意图,2+x+11+2=23,x=8,选项A正确;
B、根据元素中文名称造字规律,“钒”是“钅”字旁,属于金属元素,选项B正确;
C、由钒的原子结构示意图可知,钒原子核外有四个电子层,原子的电子层数=元素周期数,因此钒元素位于第四周期,选项C不正确;
D、钒原子最外层有两个电子,在化学反应中容易失去,因此钒离子带两个单位正电荷,其符号为:V2+,选项D正确。
故选C。
【变式3-2】如图是元素周期表的一部分,下列说法正确的是( )
A.原子序数:乙<丙<甲
B.氮元素的相对原子质量是14.01g
C.乙的原子结构示意图为
D.甲元素与氖元素具有相似的化学性质
【答案】D
【解析】A、由图可知,甲为氦元素,原子序数为2,而乙为氧元素,为8号元素,丙为氯元素,为9号元素,则原子序数:丙>乙>甲,不符合题意;
B、在元素周期表中,元素名称下方的数字表示相对原子质量,相对原子质量是一个比值,单位为“1”,常省略不写,故氮元素的相对原子质量是14.01,不符合题意;
C、乙为氧元素,氧元素为8号元素,在原子中,原子序数=质子数=核外电子数,故氧原子核外电子排布为2、6,故氧原子结构示意图为: ,不符合题意;
D、甲元素与氖元素位于同一主族,其原子的最外层电子数相同,化学性质相似,符合题意。
故选D。
▉题型4 物质的常见分类
【例6】“天宫”空间站中资源的最大化利用是航天品牛活的重要保障。如图所示是资源再利用中的一个微观示意图,下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为分解反应 B.分子在化学变化中不可分
C.物质C由两种元素组成属于混合物 D.化学反应前后原子的种类不变
【答案】D
【解析】A、由图可知,反应物是单质H2和化合物CO2,生成物是CH4和水H2O两种化合物,不符合一变多,不是分解反应,说法错误;
B、在化学反应中,分子可分,原子不可分,说法错误;
C、根据微观示意图可知,物质C是CH4,是由两种元素组成的纯净物,说法错误;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数量、质量均不发生改变,说法正确。
故选D。
【变式4-1】下列物质可制造用于治疗癌症等疾病的纳米酶,其中属于单质的是
A.金 B.氧化铁 C.氧化铈 D.四氧化三铁
【答案】A
【解析】金是由金元素组成的纯净物,属于单质,A符合题意;氧化铁是由Fe、O元素组成的纯净物,属于化合物,B不符合题意;氧化铈是由铈、氧元素组成的纯净物,属于化合物,C不符合题意;四氧化三铁是由Fe、O元素组成的纯净物,属于化合物,D不符合题意。
【变式4-2】如图是某化学反应的微观示意图,其中不同的圆球代表不同种类的原子。下列说法中正确的是( )
A.该反应涉及到四种原子
B.该反应属于化合反应
C.参加反应的两种分子的个数比为 1∶1
D.化学反应前后,原子的个数改变
【答案】C
【解析】A、由微观示意图可知,该反应涉及三种原子,不符合题意;
B、由微观示意图可知,该是由两种物质生成两种物质的反应,不属于分解反应,不符合题意;
C、由微观示意图可知,反应物有一个分子未参加反应,参加反应的两种分子的个数比为2:2=1:1,符合题意;
D、由质量守恒定律可知,在化学反应中,原子的个数前后不发生改变,不符合题意。
故选C。
▉题型5 化学式的意义与书写
【例7】对于下列几种化学符号,有关说法正确的是:①H2 ②Cu ③C ④CO2 ⑤Cu2+ ⑥CuSO4
A.能表示一个分子的是①④⑥
B.④中数字“2”表示1个氧分子
C.①②③④⑥均是可以表示物质组成的化学式
D.②⑤的质子数相同,化学性质也相同
【答案】C
【知识点】化学式、分子式及涵义、离子的概念及形成
【解析】A、化学式可表示该物质的一个分子,则①④能表示一个分子,但硫酸铜是由铜离子和硫酸根构成,该选项说法不正确;
B、元素符号右下角的数字表示分子中原子的个数,则④中数字“2”表示1个二氧化碳分子中含有2个氧原子,该选项说法不正确;
C、化学式可表示该物质的组成,①②③④⑥均是可以表示物质组成的化学式,该选项说法正确;
D、②⑤的质子数相同,但铜离子是由铜原子失去电子形成的,最外层电子数不同,则它们的化学性质不同,该选项说法不正确。
故选C。
【变式5-1】关于化学式H2O2,下列说法错误的是
A.表示过氧化氢这种物质
B.过氧化氢中氧元素的化合价为-1价
C.表示1个过氧化氢分子
D.表示过氧化氢由2个H原子和2个O原子构成
【答案】D
【知识点】化学式、分子式及涵义、化学符号周围数字的含义、常见元素、原子团的化合价
【解析】A、根据化学式的含义,宏观上,H2O2能表示过氧化氢这种物质,选项正确;
B、过氧化氢中,氢元素显+1价,由化学式H2O2以及化学式代数和为零可得,氧元素显-1价,选项正确;
C、过氧化氢是由大量过氧化氢分子聚集而成,微观上,H2O2能表示1个过氧化氢分子,选项正确;
D、过氧化氢是由过氧化氢分子构成的,H2O2只能描述成1个过氧化氢分子是由2个氢原子和2个氧原子构成的,选项错误。
故选D。
【变式5-2】完成下列填空:
(1)化学用语是最简明、信息丰富、国际通用的语言。请用化学用语填空:
①2个氢原子 ;
②二氧化氮分子 ;
③3个铝离子 ;
④五氧化二磷中氧元素的化合价 ;
⑤氯化钠 ;
⑥氢氧化钾 。
(2)写出符号“3SO2”中数字的含义:“3”表示 ;“2”表示 。
【答案】(1)2H NO2 3Al3+ NaCl KOH
(2)3个二氧化硫分子 一个二氧化硫分子中含有两个氧原子
【解析】(1)①原子的表示方法,用元素符号来表示一个原子,表示多个该原子,就在其元素符号前加上相应的数字。2个氢原子表示为2H;
②分子的表示方法,正确书写物质的化学式,表示多个该分子,就在其化学式前加上相应的数字。二氧化氮分子表示为NO2;
③离子的表示方法,在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略,若表示多个该离子,就在其离子符号前加上相应的数字。3个铝离子表示为3Al3+;
④元素化合价的表示方法:确定出化合物中所要标出的元素的化合价,然后在其化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,数值为1时,不能省略。五氧化二磷中氧元素的化合价为-2价表示为;
⑤化合物化学式的书写一般规律:金属在前,非金属在后;氧化物中氧在后,原子个数不能漏,正负化合价代数和为零,化合价数值约到最简交叉写在元素右下角。氯化钠中钠元素显+1价,氯元素显-1价,氯化钠化学式为NaCl;
⑥氢氧化钾中钾元素显+1价,氢氧根显-1价,氢氧化钾化学式为KOH; 。
(2)标在化学式前面的数字表示分子的个数,标在化学式中元素右下角的数字表示一个分子中所含原子的数目。“3SO2”中“3”表示3个二氧化硫分子;“2”表示一个二氧化硫分子中含有两个氧原子。
▉题型6 物质组成的计算
【例8】 碳酸乙烯酯(C3H4O3)可用作锂电池电解液,下列有关碳酸乙烯酯的说法正确的是
A.碳酸乙烯酯的相对分子质量为
B.碳酸乙烯酯是由 3 个碳原子,4 个氢原子和 3 个氧原子构成的
C.碳酸乙烯酯中 C、H、O 三种元素的质量比为 9:1:12
D.碳酸乙烯酯中碳元素的质量分数=
【答案】C
【解析】A、碳酸乙烯酯(C3H4O3)的相对分子质量为 (12×3+1×4+16×3),相对分子质量的单位是“1”不是“g”,通常省略不写,故A说法错误;
B、碳酸乙烯酯是由碳酸乙烯酯分子构成的,一个碳酸乙烯酯分子是由3 个碳原子,4 个氢原子和 3 个氧原子构成的,故B说法错误;
C、碳酸乙烯酯中 C、H、O 三种元素的质量比为 (12×3):(1×4):(16×3)=9:1:12,故C说法正确;
D、碳酸乙烯酯中碳元素的质量分数= ,故D说法错误;
故选:C。
【例9】 自然资源部2020年3月26日公布:我国可燃冰试采创下两项世界纪录。可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质(主要成分化学式CH4·nH2O)。
(1)计算CH4的相对分子质量
(2)计算组成CH4的碳氢元素质量比 。
(3)下列关于可燃冰的主要成分(CH4·nH2O)中各元素的质量分数,结论正确的是______。(填序号)
A.碳元素的质量分数最大 B.氢元素的质量分数最大
C.氧元素的质量分数最大 D.各元素质量分数的大小关系无法确定
【答案】(1)16
(2)3:1
(3)C
【知识点】化学式量及相对分子质量的定义、根据化学式计算元素质量比、根据化学式计算元素质量分数
【解析】(1)甲烷的的相对分子质量为:,故填16。
(2)甲烷中碳氢元素质量比为:,故填3:1。
(3)在CH4·nH2O中碳、氢、氧三种元素的质量比为:,所以氧元素的质量分数最大。
选项ABD错误,不符合题意;选项C正确,符合题意。
故选C。
【变式6-1】苹果中富含苹果酸(C4H4O4)。下列关于苹果酸的说法正确的是( )
A.苹果酸中含有12个原子 B.相对分子质量为112
C.碳元素的质量分数约为41.4% D.C、H、O的质量比为1︰1︰1
【答案】C
【解析】A、物质是由元素组成的,分子是由原子构成的,根据苹果酸的化学式为C4H4O4可知,应该为1个苹果酸分子中含有12个原子,故错误;
B、苹果酸的相对分子质量为12×4+1×4+16×4=116,故错误;
C、苹果酸中碳元素的质量分数约为,故正确;
D、苹果酸中C、H、O三元素质量比为(12×4):(1×4):(16×4)=12:1:16;故错误。
故选C。
【变式6-2】人体缺乏维生素C(简写“Vc”)就会患坏血病,哥伦布探险时的许多船员就因长期没有吃蔬菜而死亡。维生素C的化学式为,请根据维生素C的化学式计算。
(1)维生素C中有 种元素;每个维生素C分子中共有 个原子,其中碳、氢、氧的原子个数比为 (填最简比);维生素C的相对分子质量是 ,其中碳元素和氧元素的质量比为 (填最简比)。
(2)求维生素C中氧元素的质量分数。(写出计算过程,保留一位小数)
(3)求176g维生素C中含氢元素的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)三/3 20 3:4:3 176 3:4
(2)解:氧元素的质量分数为;
答:氧元素的质量分数为54.5%。
(3)解:176g维生素C中氢元素的质量为
答:176g维生素C中氢元素的质量为8g。
【变式6-3】国家质量标准规定市售尿素的含量在96%以上为达标一级产品。现某化工集团公司生产的尿素外包装标签如图所示。
(1)尿素的化学式量为 。
(2)该公司生产的市售尿素是 (填“纯净物或混合物”)。
(3)通过计算说明,该尿素是否可以按一级品出售?
【答案】(1)60
(2)混合物
(3)该公司生产的尿素中尿素的含量为:
故该尿素可以按一级品出售。
【解析】(1)尿素的化学式量为:;
(2)尿素中氮元素的质量分数为:,而该公司生产的市售尿素中氮元素的质量分数为45%小于46.7%,则该公司生产的市售尿素是混合物;
(3)见答案。
▉题型7 化合价的判断
【例10】 酒精检测仪中装有重铬酸钾(),该化合中铬元素(Cr)的化合价为( )
A.+6 B.+5
C.+4 D.+2
【答案】A
【解析】由化合物中各元素的化合价代数和为零可知,设铬元素化合价为x,则,故选:A。
【变式7-1】下列含氮的物质中,氮元素的化合价由低到高排列的是( )
①NO ②NH3 ③N2O ④NO2 ⑤N2 ⑥KNO3
A.⑤③①②④⑥ B.⑥④③⑤①②
C.②④①③⑥⑤ D.②⑤③①④⑥
【答案】D
【解析】①氧元素显-2价,设NO中氮元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得x+(-2)=0,则x=+2价;
②氢元素显+1价,设NH3中氮元素的化合价是y,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得y+(+1)×3=0,则y=-3价;
③氧元素显-2价,设N2O中氮元素的化合价是z,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得2z+(-2)=0,则z=+1价;
④氧元素显-2价,设NO2中氮元素的化合价是w,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得w+(-2)×2=0,则w=+4价;
⑤单质中元素的化合价为零,因此氮气中氮元素的化合价为零;
⑥钾元素显+1价,氧元素显-2价,设KNO3中氮元素的化合价是m,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得(+1)+m+(-2)×3=0,则m=+5价;
因此氮元素的化合价由低到高排列的为②⑤③①④⑥。
故选D。
【变式7-2】已知氯酸钾的化学式为,溴酸中溴元素的化合价与氯酸钾中氯元素的化合价相同,则溴酸的化学式应表示为( )
A. B.
C.HBrO D.HBr
【答案】A
【解析】中钾元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,设氯元素的化合价为x,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,则中氯元素的化合价为+5价,由于溴酸中溴元素的化合价与氯酸钾中氯元素的化合价相同,则溴酸中溴元素的化合价为+5价;
A、中氢元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,设溴元素的化合价为y,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,则中溴元素的化合价为+5价,符合题意;
B、中氢元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,设溴元素的化合价为z,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,则中溴元素的化合价为+3价,不符合题意;
C、HBrO中氢元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则HBrO中溴元素的化合价为+1价,不符合题意;
D、HBr中氢元素的化合价为+1价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则HBr中溴元素的化合价为-1价,不符合题意。
故选:A
【变式7-3】元素化合价和物质类别是认识物质的两个重要维度。如图表示硫元素的化合价与含硫物质类别之间的关系,下列关于A对应物质的化学式正确的是
A.S B.SO2 C.SO3 D.O2
【答案】C
【分析】氧化物是指由两种元素组成,且其中一种是氧元素的化合物。A处对应的是含有+6价硫元素的氧化物。
【解析】A、单质S中硫元素为0价,且不属于氧化物,不符合题意;
B、SO2属于氧化物,氧元素显示-2价,硫元素显示+4价,不符合题意;
C、SO3属于氧化物,氧元素显示-2价,硫元素显示+6价,符合题意;
D、O2不含有硫元素,不符合题意;
故选C。
▉题型8 探究物质的组成
【例11】已知某物质R在空气中燃烧的表达式为:R+O2H2O+CO2,则有关R中元素组成说法正确的是( )
A.只含碳元素 B.一定含碳元素和氧元素
C.一定含有氧元素 D.一定含碳元素和氢元素,可能含有氧元素
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,生成物中含C、H、O三种元素,故反应物中也应含C、H、O三种元素,氧气由氧元素组成,故R中一定含C、H元素,可能含氧元素。
故选D。
【变式7-1】某化合物在O2中完全燃烧,产物只有CO2和H2O,则关于该化合物的组成,说法正确的是
A.只有C、H两种元素 B.一定有C、H两种元素,可能有O元素
C.一定有C、H、O三种元素 D.无法确定
【答案】B
【解析】某化合物在空气中完全燃烧后的产物只有二氧化碳和水,氧气是由氧元素组成的;CO2和H2O中含有碳、氧、氢三种元素,根据质量守恒定律,反应前后,元素种类不变,生成物的氧元素可能全部来自于氧气,也可能来自于氧气和该物质,则该化合物中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素。故选B。
【变式7-2】某研究小组发现,维C泡腾片(保健药品,主要成分见图1)溶于水,有许多气泡产生(如图2)。该小组同学对该气体的成分进行如下探究。
【猜想与假设】
小华说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2中的一种或几种。
(1)小明说:根据化学反应前后 不变,维C泡腾片的主要成分中不含 ,所以不可能生成N2。
(2)小芳说:从药品安全角度考虑,因为CO 有毒,所以不可能含有; 易燃易爆,所以也不可能含有,写出该气体在空气中燃烧的反应文字表达式 。
该小组同学经过讨论认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
【进行实验】
实验编号
实验操作
实验现象
①
将气体通入澄清的石灰水中
澄清石灰水变浑浊
②
将带火星的木条伸入该气体中
带火星的木条没有复燃
【得出结论】
(3)由实验①可知,该气体中肯定含有 。
(4)由实验② (填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气,理由是 。
【答案】(1)元素种类 氮/氮元素/N
(2)氢气/H2
(3)二氧化碳/CO2
(4)不能 当氧气含量低于一定值时,带火星的木条不能复燃
【解析】(1)由图1可知,维C泡腾片中不含氮原子,根据反应前后元素种类不变,则生成物中也应不含氮元素,即不可能含有氮气。
(2)氢气可燃,且不纯时易发生爆炸,则也不可能含有氢气;
氢气燃烧生成水,反应的文字表达式为:。
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变变浑浊,由实验①的现象可知,该气体中一定含有二氧化碳。
(4)当氧气含量低于一定值时,带火星的木条也不能复燃,则根据实验②的现象,不能确定该气体中不含氧气。
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