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8. [2025 广元期中]现有$\ce{Na_{2}SO_{4}}$、$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$、$\ce{MgSO_{4}}$三种固体混合物，其中测得氧元素的质量分数为$m\%$，则混合物中金属元素的质量分数为 （
A.$(100-3m)\%$
B.$(100-m)\%$
C.$(100-1.5m)\%$
D.$(100-0.5m)\%$
C
）A.$(100-3m)\%$
B.$(100-m)\%$
C.$(100-1.5m)\%$
D.$(100-0.5m)\%$
答案
8.C 该混合物中硫、氧原子个数比是1:4,则其中硫、氧元素质量比为32:(16×4)=1:2,因为氧元素的质量分数为m%,则硫元素的质量分数为0.5m%,所以混合物中金属元素的质量分数为1-m%-0.5m%=(100-1.5m)%。
解析
【分析】
首先观察三种给定物质的组成，发现三者均属于硫酸盐，都含有共同的硫酸根（$\ce{SO^{2-}_{4}}$）原子团，无需分别计算各物质的占比，可采用整体法解题：第一步先从硫酸根的固定原子个数比，推导出硫元素和氧元素的固定质量比；第二步结合已知的氧元素质量分数，算出硫元素的质量分数；第三步利用混合物总质量分数为100%，减去硫、氧两种非金属元素的质量分数，剩余部分就是所有金属元素的总质量分数。
【解析】
1. 分析组成共性：$\ce{Na_{2}SO_{4}}$、$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$、$\ce{MgSO_{4}}$三种物质中，硫酸根内S、O原子个数比恒为1:4，因此混合物中硫、氧元素的质量比为固定值：
$m(\mathrm{S}):m(\mathrm{O})=32:(16×4)=32:64=1:2$
2. 计算硫元素质量分数：已知氧元素质量分数为$m\%$，结合硫氧质量比1:2，可得硫元素质量分数为$\frac{m\%}{2}=0.5m\%$
3. 计算金属元素总质量分数：混合物所有元素的质量分数之和为100%，因此金属元素的质量分数为：
$100\% - m\% - 0.5m\%=(100-1.5m)\%$
因此答案选C。
【答案】
C
【知识点】
元素质量比计算，混合物质量分数巧算
【点评】
本题属于化学计算中的典型巧算题型，核心是跳出分别计算各组分占比的固化思维，通过观察发现所有物质共有的硫酸根的固定组成特征，利用元素质量的固定比例快速推导结果，大幅简化计算过程，重点考察学生的观察能力和整体思维。
【难度系数】
0.6
首先观察三种给定物质的组成，发现三者均属于硫酸盐，都含有共同的硫酸根（$\ce{SO^{2-}_{4}}$）原子团，无需分别计算各物质的占比，可采用整体法解题：第一步先从硫酸根的固定原子个数比，推导出硫元素和氧元素的固定质量比；第二步结合已知的氧元素质量分数，算出硫元素的质量分数；第三步利用混合物总质量分数为100%，减去硫、氧两种非金属元素的质量分数，剩余部分就是所有金属元素的总质量分数。
【解析】
1. 分析组成共性：$\ce{Na_{2}SO_{4}}$、$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$、$\ce{MgSO_{4}}$三种物质中，硫酸根内S、O原子个数比恒为1:4，因此混合物中硫、氧元素的质量比为固定值：
$m(\mathrm{S}):m(\mathrm{O})=32:(16×4)=32:64=1:2$
2. 计算硫元素质量分数：已知氧元素质量分数为$m\%$，结合硫氧质量比1:2，可得硫元素质量分数为$\frac{m\%}{2}=0.5m\%$
3. 计算金属元素总质量分数：混合物所有元素的质量分数之和为100%，因此金属元素的质量分数为：
$100\% - m\% - 0.5m\%=(100-1.5m)\%$
因此答案选C。
【答案】
C
【知识点】
元素质量比计算，混合物质量分数巧算
【点评】
本题属于化学计算中的典型巧算题型，核心是跳出分别计算各组分占比的固化思维，通过观察发现所有物质共有的硫酸根的固定组成特征，利用元素质量的固定比例快速推导结果，大幅简化计算过程，重点考察学生的观察能力和整体思维。
【难度系数】
0.6
9. [2025 枣庄期末]下列说法中,不正确的是 （
A.含相等质量铁元素的氧化铁和四氧化三铁的质量比为$30:29$
B.氯化氢和水的气体混合物$10.9\ \mathrm{g}$,其中含氧元素$3.2\ \mathrm{g}$,该混合物中氯元素的质量为$7.1\ \mathrm{g}$
C.某硝酸铵($\mathrm{NH}_4\mathrm{NO}_3$)样品,测知含氮量为$37\%$,该样品中含有的杂质可能是$\mathrm{NH}_4\mathrm{HCO}_3$
D.在某种氮的氧化物中,若氮元素与氧元素的质量比为$7:20$,该氧化物的化学式为$\mathrm{N}_2\mathrm{O}_5$
C
）A.含相等质量铁元素的氧化铁和四氧化三铁的质量比为$30:29$
B.氯化氢和水的气体混合物$10.9\ \mathrm{g}$,其中含氧元素$3.2\ \mathrm{g}$,该混合物中氯元素的质量为$7.1\ \mathrm{g}$
C.某硝酸铵($\mathrm{NH}_4\mathrm{NO}_3$)样品,测知含氮量为$37\%$,该样品中含有的杂质可能是$\mathrm{NH}_4\mathrm{HCO}_3$
D.在某种氮的氧化物中,若氮元素与氧元素的质量比为$7:20$,该氧化物的化学式为$\mathrm{N}_2\mathrm{O}_5$
答案
9.C 含有相同质量铁元素的氧化铁和四氧化三铁中,铁原子的个数应相等,$\ce{3Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{2Fe_{3}O_{4}}$中铁原子个数相等,则氧化铁和四氧化三铁的质量比是(3×160):(2×232)=30:29,A正确;由氯化氢和水组成的气体混合物中氧元素只存在于水中,氯元素只存在于HCl中,因为水中氢元素与氧元素的质量比为(1×2):16=1:8,若混合物中氧元素的质量为3.2 g,则水中氢元素的质量为$\dfrac{3.2\ \mathrm{g}}{8}=0.4\ \mathrm{g}$,氯化氢的质量为10.9 g-3.2 g-0.4 g=7.3 g,所以氯元素的质量为$7.3\ \mathrm{g}×(\dfrac{35.5}{35.5+1}×100\%)=7.1\ \mathrm{g}$,B正确;硝酸铵中,氮元素的质量分数为$\dfrac{14×2}{14+1×4+14+16×3}×100\%=35\%$,$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$中,氮元素的质量分数为$\dfrac{14}{14+1×5+12+16×3}×100\%\approx17.7\%$,而该硝酸铵样品的含氮量为37%,所以该样品中含有的杂质不可能是$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$,C错误;设该氮的氧化物的化学式为$\ce{N_{x}O_{y}}$,则该氧化物中氮元素与氧元素的质量比为$\dfrac{14x}{16y}=\dfrac{7}{20}$,$\dfrac{x}{y}=\dfrac{2}{5}$,所以该氧化物的化学式为$\ce{N_{2}O_{5}}$,D正确。
解析
【分析】
本题要求选出四个说法中不正确的选项，我们可以逐个选项结合化学式相关计算的方法验证正误：
1. 对于A选项：要让两种物质所含铁元素质量相等，本质是让两种物质中所含铁原子的总个数相等，先配平铁原子数目，再计算对应两种物质的总质量之比即可验证。
2. 对于B选项：该混合物只有HCl和H₂O，氧元素仅存在于水中，氯元素仅存在于HCl中，先通过氧元素质量算出水中氢元素、水的总质量，再用总混合物质量减去水的质量得到HCl的质量，最后计算HCl中氯元素的质量即可验证。
3. 对于C选项：使用平均值法，先算出纯硝酸铵的氮元素质量分数，再算出杂质NH₄HCO₃的氮元素质量分数，若样品的含氮量高于纯硝酸铵，说明杂质的含氮量必须高于样品含氮量，据此判断是否合理。
4. 对于D选项：设氮的氧化物通式为NₓOᵧ，利用氮氧元素质量比列等式求出x、y的最简整数比，即可得到氧化物化学式验证正误。
【解析】
我们逐个选项计算验证：
选项A：要使氧化铁（$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）和四氧化三铁（$\ce{Fe_{3}O_{4}}$）所含铁元素质量相等，需保证二者铁原子总数相等，可得关系式$\ce{3Fe_{2}O_{3}}$ ~ $\ce{2Fe_{3}O_{4}}$（此时铁原子数均为6），二者质量比为$(3×160):(2×232)=480:464=30:29$，A说法正确。
选项B：混合物中氧元素全部来自水，水中H、O元素质量比为$(1×2):16=1:8$，已知氧元素质量为$3.2\ \mathrm{g}$，则水中氢元素质量为$3.2\ \mathrm{g} ÷8=0.4\ \mathrm{g}$，因此水的总质量为$3.2\ \mathrm{g}+0.4\ \mathrm{g}=3.6\ \mathrm{g}$；则HCl的总质量为$10.9\ \mathrm{g} - 3.6\ \mathrm{g}=7.3\ \mathrm{g}$，HCl中氯元素质量为$7.3\ \mathrm{g} × \dfrac{35.5}{36.5}=7.1\ \mathrm{g}$，B说法正确。
选项C：纯硝酸铵$\ce{NH_{4}NO_{3}}$的氮元素质量分数为$\dfrac{14×2}{14×2+1×4+16×3} ×100\% = 35\%$；$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$的氮元素质量分数为$\dfrac{14}{14+1×5+12+16×3}×100\%\approx17.7\%$。已知样品含氮量为37%，高于纯硝酸铵的35%，说明杂质的含氮量必须高于37%，但$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$含氮量仅约17.7%，远低于35%，因此该杂质不可能是$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$，C说法错误。
选项D：设该氮的氧化物化学式为$\ce{N_{x}O_{y}}$，由氮氧元素质量比为$7:20$可得：$14x:16y=7:20$，解得$x:y=2:5$，因此化学式为$\ce{N_{2}O_{5}}$，D说法正确。
【答案】
C
【知识点】
元素质量比计算，元素质量分数计算，化学式推断
【点评】
本题是初中化学化学式计算的综合常考题，覆盖了等质量元素对应物质质量换算、混合物元素分步计算、平均值法判断杂质组成、根据元素质量比推导化学式多个核心考点，易错点为C选项的平均值法逻辑，不少同学会忽略“样品含氮量一定介于两种组分的含氮量之间”的规律，导致判断出错。
【难度系数】
0.4
本题要求选出四个说法中不正确的选项，我们可以逐个选项结合化学式相关计算的方法验证正误：
1. 对于A选项：要让两种物质所含铁元素质量相等，本质是让两种物质中所含铁原子的总个数相等，先配平铁原子数目，再计算对应两种物质的总质量之比即可验证。
2. 对于B选项：该混合物只有HCl和H₂O，氧元素仅存在于水中，氯元素仅存在于HCl中，先通过氧元素质量算出水中氢元素、水的总质量，再用总混合物质量减去水的质量得到HCl的质量，最后计算HCl中氯元素的质量即可验证。
3. 对于C选项：使用平均值法，先算出纯硝酸铵的氮元素质量分数，再算出杂质NH₄HCO₃的氮元素质量分数，若样品的含氮量高于纯硝酸铵，说明杂质的含氮量必须高于样品含氮量，据此判断是否合理。
4. 对于D选项：设氮的氧化物通式为NₓOᵧ，利用氮氧元素质量比列等式求出x、y的最简整数比，即可得到氧化物化学式验证正误。
【解析】
我们逐个选项计算验证：
选项A：要使氧化铁（$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）和四氧化三铁（$\ce{Fe_{3}O_{4}}$）所含铁元素质量相等，需保证二者铁原子总数相等，可得关系式$\ce{3Fe_{2}O_{3}}$ ~ $\ce{2Fe_{3}O_{4}}$（此时铁原子数均为6），二者质量比为$(3×160):(2×232)=480:464=30:29$，A说法正确。
选项B：混合物中氧元素全部来自水，水中H、O元素质量比为$(1×2):16=1:8$，已知氧元素质量为$3.2\ \mathrm{g}$，则水中氢元素质量为$3.2\ \mathrm{g} ÷8=0.4\ \mathrm{g}$，因此水的总质量为$3.2\ \mathrm{g}+0.4\ \mathrm{g}=3.6\ \mathrm{g}$；则HCl的总质量为$10.9\ \mathrm{g} - 3.6\ \mathrm{g}=7.3\ \mathrm{g}$，HCl中氯元素质量为$7.3\ \mathrm{g} × \dfrac{35.5}{36.5}=7.1\ \mathrm{g}$，B说法正确。
选项C：纯硝酸铵$\ce{NH_{4}NO_{3}}$的氮元素质量分数为$\dfrac{14×2}{14×2+1×4+16×3} ×100\% = 35\%$；$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$的氮元素质量分数为$\dfrac{14}{14+1×5+12+16×3}×100\%\approx17.7\%$。已知样品含氮量为37%，高于纯硝酸铵的35%，说明杂质的含氮量必须高于37%，但$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$含氮量仅约17.7%，远低于35%，因此该杂质不可能是$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$，C说法错误。
选项D：设该氮的氧化物化学式为$\ce{N_{x}O_{y}}$，由氮氧元素质量比为$7:20$可得：$14x:16y=7:20$，解得$x:y=2:5$，因此化学式为$\ce{N_{2}O_{5}}$，D说法正确。
【答案】
C
【知识点】
元素质量比计算，元素质量分数计算，化学式推断
【点评】
本题是初中化学化学式计算的综合常考题，覆盖了等质量元素对应物质质量换算、混合物元素分步计算、平均值法判断杂质组成、根据元素质量比推导化学式多个核心考点，易错点为C选项的平均值法逻辑，不少同学会忽略“样品含氮量一定介于两种组分的含氮量之间”的规律，导致判断出错。
【难度系数】
0.4
10. [2025 镇江期中]已知:$\ce{CO(NH_{2})_{2} + NaOH\xrightarrow{\Delta}Na_{2}CO_{3} + H_{2}O + NH_{3}\uparrow}$。有一袋净重 50 kg 的尿素化肥[含$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$,杂质中不含氮元素,$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$的含量在 96%以上为达标一级产品],取该化肥样品 5.0 g,加入适量 NaOH 加热至完全反应,共收集到$2.55\ \mathrm{g}\ \ce{NH_{3}}$。下列说法中,正确的是
（
A.$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$中 C、H 的个数比为$1:2$
B.该袋尿素化肥中氮元素的质量为 2.1 g
C.该尿素化肥可按达标一级品出售
D.60 kg 硝酸铵($\ce{NH_{4}NO_{3}}$)和这袋尿素化肥中的氮元素含量相当
（
D
）A.$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$中 C、H 的个数比为$1:2$
B.该袋尿素化肥中氮元素的质量为 2.1 g
C.该尿素化肥可按达标一级品出售
D.60 kg 硝酸铵($\ce{NH_{4}NO_{3}}$)和这袋尿素化肥中的氮元素含量相当
答案
10.D 由化学式$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$可知,$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$中C、H原子个数比为1:4,A错误;5.0 g尿素样品与适量NaOH溶液反应生成2.55 g $\ce{NH_{3}}$,$2.55\ \mathrm{g}\ \ce{NH_{3}}$中含氮元素的质量为$2.55\ \mathrm{g}×(\dfrac{14}{17}×100\%)=2.1\ \mathrm{g}$,则一袋50 kg该化肥中氮元素的质量为21 kg,B错误;由B选项计算结果可知,50 kg该尿素化肥含21 kg氮元素,则所含尿素的质量为$\dfrac{21\ \mathrm{kg}}{\dfrac{14×2}{60}×100\%}=45\ \mathrm{kg}$,该尿素样品的纯度为$\dfrac{45\ \mathrm{kg}}{50\ \mathrm{kg}}×100\%=90\%＜96\%$,所以该尿素化肥不属于一级品标准,C错误;60 kg硝酸铵($\ce{NH_{4}NO_{3}}$)中氮元素的质量为$60\ \mathrm{kg}×(\dfrac{28}{80}×100\%)=21\ \mathrm{kg}$,根据以上分析可知,60 kg硝酸铵($\ce{NH_{4}NO_{3}}$)和这袋尿素化肥中的氮元素含量相当,D正确。
解析
【分析】
这道题属于结合化学方程式的化肥相关化学计算题，我们可以逐个选项逐一验证判断：首先明确题干已知条件，尿素和氢氧化钠加热反应生成氨气，杂质不含氮，一级品要求尿素含量≥96%。首先判断A选项，直接观察尿素的化学式数出C、H原子个数比即可；B选项注意2.55g氨气是5.0g样品反应得到的，算出的2.1g氮是5g样品中的氮质量，不能直接当成整袋50kg化肥的氮质量，要按比例换算整袋的氮元素质量；C选项通过氮元素质量反推样品中尿素的总质量，算出尿素的纯度，和96%对比判断是否达标；D选项分别计算60kg硝酸铵的氮元素总质量，和这袋尿素的总氮质量对比即可得出结论。
【解析】
我们逐个对选项进行分析计算：
1. 分析选项A：由尿素的化学式$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$可知，1个尿素分子中含有1个C原子、4个H原子，C、H原子个数比为1:4，并非1:2，A错误。
2. 分析选项B：5.0g样品反应生成2.55g $\ce{NH_{3}}$，其中氮元素质量为$2.55\ \mathrm{g} × \frac{14}{17} × 100\% = 2.1\ \mathrm{g}$，该质量是5.0g样品中的氮元素质量，整袋50kg化肥的氮元素质量为$2.1\ \mathrm{g} × \frac{50×1000\ \mathrm{g}}{5.0\ \mathrm{g}} = 21000\ \mathrm{g}=21\ \mathrm{kg}$，并非2.1g，B错误。
3. 分析选项C：尿素中氮元素的质量分数为$\frac{14×2}{12+16+(14+1×2)×2} × 100\% = \frac{28}{60}×100\%$，5g样品中含氮2.1g，则5g样品中尿素的质量为$2.1\ \mathrm{g} ÷ (\frac{28}{60}×100\%) = 4.5\ \mathrm{g}$，因此该化肥的尿素纯度为$\frac{4.5\ \mathrm{g}}{5.0\ \mathrm{g}} × 100\% =90\%$，90%＜96%，未达到达标一级品要求，C错误。
4. 分析选项D：硝酸铵$\ce{NH_{4}NO_{3}}$中氮元素的质量分数为$\frac{14×2}{14×2+1×4+16×3}×100\%=\frac{28}{80}×100\%$，60kg硝酸铵中氮元素的质量为$60\ \mathrm{kg} × \frac{28}{80}×100\% =21\ \mathrm{kg}$，和这袋尿素化肥的总氮元素质量21kg相等，二者氮元素含量相当，D正确。
【答案】
D
【知识点】
化学式原子个数比，元素质量分数计算，化肥纯度计算
【点评】
本题是初中化学常见的化肥纯度计算题型，设置了多个易错陷阱，比如B选项容易误将取样的氮质量直接当成整袋化肥的氮质量，解题时要注意区分取样质量和整袋化肥的总质量，灵活运用元素守恒的思路简化计算，避免复杂的方程式比例换算，提升解题效率。
【难度系数】
0.6
这道题属于结合化学方程式的化肥相关化学计算题，我们可以逐个选项逐一验证判断：首先明确题干已知条件，尿素和氢氧化钠加热反应生成氨气，杂质不含氮，一级品要求尿素含量≥96%。首先判断A选项，直接观察尿素的化学式数出C、H原子个数比即可；B选项注意2.55g氨气是5.0g样品反应得到的，算出的2.1g氮是5g样品中的氮质量，不能直接当成整袋50kg化肥的氮质量，要按比例换算整袋的氮元素质量；C选项通过氮元素质量反推样品中尿素的总质量，算出尿素的纯度，和96%对比判断是否达标；D选项分别计算60kg硝酸铵的氮元素总质量，和这袋尿素的总氮质量对比即可得出结论。
【解析】
我们逐个对选项进行分析计算：
1. 分析选项A：由尿素的化学式$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$可知，1个尿素分子中含有1个C原子、4个H原子，C、H原子个数比为1:4，并非1:2，A错误。
2. 分析选项B：5.0g样品反应生成2.55g $\ce{NH_{3}}$，其中氮元素质量为$2.55\ \mathrm{g} × \frac{14}{17} × 100\% = 2.1\ \mathrm{g}$，该质量是5.0g样品中的氮元素质量，整袋50kg化肥的氮元素质量为$2.1\ \mathrm{g} × \frac{50×1000\ \mathrm{g}}{5.0\ \mathrm{g}} = 21000\ \mathrm{g}=21\ \mathrm{kg}$，并非2.1g，B错误。
3. 分析选项C：尿素中氮元素的质量分数为$\frac{14×2}{12+16+(14+1×2)×2} × 100\% = \frac{28}{60}×100\%$，5g样品中含氮2.1g，则5g样品中尿素的质量为$2.1\ \mathrm{g} ÷ (\frac{28}{60}×100\%) = 4.5\ \mathrm{g}$，因此该化肥的尿素纯度为$\frac{4.5\ \mathrm{g}}{5.0\ \mathrm{g}} × 100\% =90\%$，90%＜96%，未达到达标一级品要求，C错误。
4. 分析选项D：硝酸铵$\ce{NH_{4}NO_{3}}$中氮元素的质量分数为$\frac{14×2}{14×2+1×4+16×3}×100\%=\frac{28}{80}×100\%$，60kg硝酸铵中氮元素的质量为$60\ \mathrm{kg} × \frac{28}{80}×100\% =21\ \mathrm{kg}$，和这袋尿素化肥的总氮元素质量21kg相等，二者氮元素含量相当，D正确。
【答案】
D
【知识点】
化学式原子个数比，元素质量分数计算，化肥纯度计算
【点评】
本题是初中化学常见的化肥纯度计算题型，设置了多个易错陷阱，比如B选项容易误将取样的氮质量直接当成整袋化肥的氮质量，解题时要注意区分取样质量和整袋化肥的总质量，灵活运用元素守恒的思路简化计算，避免复杂的方程式比例换算，提升解题效率。
【难度系数】
0.6
11. 宏观和微观相结合是认识物质结构与性质的重要方法。
（1）如表所示为三种元素的原子结构示意图。
| 元素名称 | 氧 | 镁 | 硫 |
| --- | --- | --- | --- |
| 原子结构示意图 | $\ce{^{+8}_{}2\mathit{x}}$
| $\ce{^{+12}_{}2 8 2}$ | $\ce{^{+16}_{}2 8 6}$ |
① 表中$x=$
② 镁原子在化学反应中容易
③ 一般而言，原子电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越多，原子半径越小。这三种原子中原子半径最大的是
（2）碳及其化合物的“化合价—物质类别”关系如图所示。
① 图中能代表$\ce{CH_{4}}$的是
② 写出物质D转化为物质E的化学方程式：
③ 实验室中常用于检验物质D的化学试剂是
（1）如表所示为三种元素的原子结构示意图。
| 元素名称 | 氧 | 镁 | 硫 |
| --- | --- | --- | --- |
| 原子结构示意图 | $\ce{^{+8}_{}2\mathit{x}}$
| $\ce{^{+12}_{}2 8 2}$ | $\ce{^{+16}_{}2 8 6}$ |① 表中$x=$
6
。② 镁原子在化学反应中容易
失去
（填“得到”或“失去”）电子，形成离子的符号为$\ce{Mg^{2+}}$
。③ 一般而言，原子电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越多，原子半径越小。这三种原子中原子半径最大的是
镁
。（2）碳及其化合物的“化合价—物质类别”关系如图所示。
① 图中能代表$\ce{CH_{4}}$的是
A
（填字母）。② 写出物质D转化为物质E的化学方程式：
$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$
。③ 实验室中常用于检验物质D的化学试剂是
澄清石灰水
。答案
11.（1）① 6 ② 失去 $\ce{Mg^{2+}}$ ③ 镁 （2）① A ② $\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$ ③ 澄清石灰水
〔解析〕（1）① 在原子中,质子数=核外电子数,则有8=2+x,所以表中x=8-2=6。② 根据镁原子结构示意图可知,镁原子的最外层电子数为2,在化学反应中容易失去电子,形成离子的符号为$\ce{Mg^{2+}}$。③ 已知这三种原子的电子层数越多,原子半径越大,则镁、硫的原子半径大于氧;电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,镁的核电荷数小于硫的核电荷数,则镁原子的半径大于硫原子,故这三种原子中原子半径最大的是镁。（2）① 甲烷($\ce{CH_{4}}$)中氢元素显+1价,根据在化合物中元素正、负化合价代数和为0可知,$\ce{CH_{4}}$中碳元素显-4价,故能代表甲烷($\ce{CH_{4}}$)的是A。② D为含有+4价碳元素的氧化物,即为$\ce{CO_{2}}$,E为含有+4价碳元素的酸,即为$\ce{H_{2}CO_{3}}$,D转化为E即为二氧化碳和水反应生成碳酸。③ 实验室中常用澄清石灰水(或氢氧化钙溶液)检验物质D(二氧化碳)。
〔解析〕（1）① 在原子中,质子数=核外电子数,则有8=2+x,所以表中x=8-2=6。② 根据镁原子结构示意图可知,镁原子的最外层电子数为2,在化学反应中容易失去电子,形成离子的符号为$\ce{Mg^{2+}}$。③ 已知这三种原子的电子层数越多,原子半径越大,则镁、硫的原子半径大于氧;电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,镁的核电荷数小于硫的核电荷数,则镁原子的半径大于硫原子,故这三种原子中原子半径最大的是镁。（2）① 甲烷($\ce{CH_{4}}$)中氢元素显+1价,根据在化合物中元素正、负化合价代数和为0可知,$\ce{CH_{4}}$中碳元素显-4价,故能代表甲烷($\ce{CH_{4}}$)的是A。② D为含有+4价碳元素的氧化物,即为$\ce{CO_{2}}$,E为含有+4价碳元素的酸,即为$\ce{H_{2}CO_{3}}$,D转化为E即为二氧化碳和水反应生成碳酸。③ 实验室中常用澄清石灰水(或氢氧化钙溶液)检验物质D(二氧化碳)。
解析
【分析】
这道题围绕原子结构规律、碳及其化合物的价类二维图展开，解题思路如下：
1. 原子结构相关问题：
① 利用原子的核心等量关系：原子内质子数=核外电子总个数，代入氧原子质子数为8、已排布2个核外电子的条件，直接计算x的数值即可。
② 观察镁原子最外层电子数为2，小于4，符合金属原子的失电子规律，失电子后形成带2个单位正电荷的镁离子。
③ 严格按照题目给出的原子半径比较规则，先对比三种原子的电子层数，氧只有2层，镁、硫为3层，再对比镁和硫的核电荷数，同电子层数下核电荷数越小半径越大，即可得出半径最大的原子。
2. 价类二维图相关问题：
① 根据化合物化合价代数和为0，计算出$\ce{CH_{4}}$中碳元素的化合价为-4，对应图中-4价的含碳物质A。
② 先根据价类定位D是+4价碳的氧化物即$\ce{CO_{2}}$，E是+4价碳的酸即$\ce{H_{2}CO_{3}}$，写出二者转化的反应方程式。
③ 回忆实验室检验二氧化碳的常用试剂即可直接作答。
【解析】
（1）① 原子中质子数等于核外电子数，氧元素质子数为8，因此$8=2+x$，解得$x=6$。
② 镁原子最外层电子数为2，在化学反应中容易失去2个电子，形成带2个单位正电荷的镁离子，离子符号为$\ce{Mg^{2+}}$。
③ 氧原子电子层数为2，镁、硫原子电子层数为3，因此氧原子半径小于镁、硫；电子层数相同时核电荷数越小原子半径越大，镁的核电荷数12小于硫的16，因此镁原子半径大于硫，三种原子中半径最大的是镁。
（2）① $\ce{CH_{4}}$中H为+1价，设C化合价为$a$，根据化合物化合价代数和为0：$a + 4×(+1)=0$，解得$a=-4$，对应图中-4价的含碳物质A。
② D是+4价碳的氧化物，为$\ce{CO_{2}}$，E是+4价碳的酸，为$\ce{H_{2}CO_{3}}$，二者转化的化学方程式为$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$。
③ 实验室检验二氧化碳的常用试剂为澄清石灰水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，以此完成检验。
【答案】
（1）① 6 ② 失去 $\ce{Mg^{2+}}$ ③ 镁 （2）① A ② $\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$ ③ 澄清石灰水
【知识点】
原子结构规律，价类二维图，二氧化碳检验
【点评】
本题属于化学基础综合题，将微观原子结构和宏观物质性质结合，考察学生对基础化学概念的掌握程度，整体设问梯度平缓，没有偏难怪考点，仅需要学生牢记原子等量关系、常见元素化合价、碳及其化合物的基础性质即可顺利作答，能有效锻炼学生宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
【难度系数】
0.7
这道题围绕原子结构规律、碳及其化合物的价类二维图展开，解题思路如下：
1. 原子结构相关问题：
① 利用原子的核心等量关系：原子内质子数=核外电子总个数，代入氧原子质子数为8、已排布2个核外电子的条件，直接计算x的数值即可。
② 观察镁原子最外层电子数为2，小于4，符合金属原子的失电子规律，失电子后形成带2个单位正电荷的镁离子。
③ 严格按照题目给出的原子半径比较规则，先对比三种原子的电子层数，氧只有2层，镁、硫为3层，再对比镁和硫的核电荷数，同电子层数下核电荷数越小半径越大，即可得出半径最大的原子。
2. 价类二维图相关问题：
① 根据化合物化合价代数和为0，计算出$\ce{CH_{4}}$中碳元素的化合价为-4，对应图中-4价的含碳物质A。
② 先根据价类定位D是+4价碳的氧化物即$\ce{CO_{2}}$，E是+4价碳的酸即$\ce{H_{2}CO_{3}}$，写出二者转化的反应方程式。
③ 回忆实验室检验二氧化碳的常用试剂即可直接作答。
【解析】
（1）① 原子中质子数等于核外电子数，氧元素质子数为8，因此$8=2+x$，解得$x=6$。
② 镁原子最外层电子数为2，在化学反应中容易失去2个电子，形成带2个单位正电荷的镁离子，离子符号为$\ce{Mg^{2+}}$。
③ 氧原子电子层数为2，镁、硫原子电子层数为3，因此氧原子半径小于镁、硫；电子层数相同时核电荷数越小原子半径越大，镁的核电荷数12小于硫的16，因此镁原子半径大于硫，三种原子中半径最大的是镁。
（2）① $\ce{CH_{4}}$中H为+1价，设C化合价为$a$，根据化合物化合价代数和为0：$a + 4×(+1)=0$，解得$a=-4$，对应图中-4价的含碳物质A。
② D是+4价碳的氧化物，为$\ce{CO_{2}}$，E是+4价碳的酸，为$\ce{H_{2}CO_{3}}$，二者转化的化学方程式为$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$。
③ 实验室检验二氧化碳的常用试剂为澄清石灰水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，以此完成检验。
【答案】
（1）① 6 ② 失去 $\ce{Mg^{2+}}$ ③ 镁 （2）① A ② $\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$ ③ 澄清石灰水
【知识点】
原子结构规律，价类二维图，二氧化碳检验
【点评】
本题属于化学基础综合题，将微观原子结构和宏观物质性质结合，考察学生对基础化学概念的掌握程度，整体设问梯度平缓，没有偏难怪考点，仅需要学生牢记原子等量关系、常见元素化合价、碳及其化合物的基础性质即可顺利作答，能有效锻炼学生宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
【难度系数】
0.7
