Question

主族元素R的最高價氧化物0.112g，溶于水制得100g堿性溶液，其濃度為0.148%，R原子核內含有20個中子。通過計算，推測R是什么元素？（要求寫出過程。）

Answer 1

Ca
設R的原子量為A，化合價為x。
R₂O_x+xH₂O=2R(OH)_x
(2A+16x)-----------------------------------2(A+17x)
0.112g-------------------------------------100×0.148%g
解之：A="20x"
討論：
當x=1時，A=20，則原子核內不含質子，這是不可能的；
當x=2時，A=40，40-20=20，20號元素為Ca;
當x=3時，A=60，60-20=40，則質子數為40。在已知元素中，除¹₁H外，其余元素的原子核內中子數與質子數的比都等于或大于1。所以質子數大于中子數是不可能的，因而x≥3都不可能，所以元素R為Ca.

本題的思路是設法求出R的原子量。在大多數情況下，原子量近似等于其含量最多的同位素的質量數，將質量數減去種子數就可求得核電荷數，從而確定該元素的名稱。但是，根據本體所給的條件，通過計算直接得出原子量是不可能的，因為計算中有兩個未知數，一個是原子量(A)，一個是元素的化合價(x)，只能列出一個方程，只能得到A與x的關系式，最后必須由討論法確定元素的種類。