实验式是化合物中各原子的最简整数比。把每种元素的质量(或百分数)除以它的 Ar 换成摩尔数,再把每个结果除以其中最小的,需要时放大到整数。
实验式题考的是你能否把质量化成摩尔比,它在 SPM化学 里经常出现,包括经典的氧化镁与氧化铜实验。我们的一对一网课老师会给你一套固定、可靠的方法,让带小数的比值永远不会把你难住。
什么时候用到它
当一道题给出化合物里各元素的质量或百分组成、并要求化学式时就用它。它也是分子式题的前半段,所以方法可以直接沿用。
方法
- 写下每种元素的质量(若给的是百分数,就当作 100 g 样品里的质量)。
- 把每个质量除以该元素的相对原子质量 (Ar) 得摩尔数。
- 把每个摩尔数除以其中最小的那个。
- 若比值还不是整数,就把整组乘以一个小因子(2、3……)以消去分数。
- 把比值写成下标。
单位
质量以克计,Ar 没有单位,所以摩尔数以 mol 计。最终比值是一组没有单位的整数。
例题一(易):氧化镁
2.4 g 镁与 1.6 g 氧结合。求实验式。
(Ar:Mg = 24、O = 16。)
- 第一步,摩尔数:Mg = 2.4 / 24 = 0.1;O = 1.6 / 16 = 0.1。
- 第二步,除以最小的 (0.1):Mg = 1、O = 1。
- 第三步,实验式 = MgO。
例题二(中):碳氢氧化合物
某化合物按质量含 40 % 碳、6.7 % 氢、53.3 % 氧。求实验式。
(Ar:C = 12、H = 1、O = 16。)
- 第一步,摩尔数(每 100 g):C = 40 / 12 = 3.33;H = 6.7 / 1 = 6.7;O = 53.3 / 16 = 3.33。
- 第二步,除以最小的 (3.33):C = 1、H = 2、O = 1。
- 第三步,实验式 = CH2O。
例题三(SPM 水平):出现半整数的铁氧化物
某铁氧化物按质量含 70 % 铁、30 % 氧。求实验式。
(Ar:Fe = 56、O = 16。)
- 第一步,摩尔数(每 100 g):Fe = 70 / 56 = 1.25;O = 30 / 16 = 1.875。
- 第二步,除以最小的 (1.25):Fe = 1、O = 1.5。
- 第三步,乘以 2 消去半整数:Fe = 2、O = 3。
- 第四步,实验式 = Fe2O3。
1.5 是陷阱:你必须乘上去、而不是把它四舍五入成 2。
常见陷阱
- 乘以 Ar 而不是除以它。
- 把像 1.5 这样的值四舍五入成整数,而不是把整组比值放大。
- 不除以最小的,使比值永远约不成最简。
- 忘了百分数可以当作 100 g 样品里的克数。
- 太早把摩尔数四舍五入,把真正的比值掩盖掉。
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因为实验式是分子式题的第一阶段,在这里掌握它,会让下一个课题几乎变得自动。
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