《2025年成才之路高中新课程学习指导高中化学选择性必修第三册人教版》

▶ 微思考
李比希元素分析法不仅可以分析试样中常见元素的含量,还可以直接得到分子式,这种说法对吗?为什么?

答案： 不对。李比希元素分析法可以确定实验式，一般需知道相对分子质量才能确定分子式。

●情境创设
乳酸独特的酸味可增加食物的美味，在酱油、醋等调味品中加入一定量的乳酸，可保持产品中微生物的稳定性、安全性，同时使口味更加温和。
已知 $9.0 g$乳酸在足量 $O_2$中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重 $5.4 g$和 $13.2 g$，经检验剩余气体为 $O_2$。乳酸分子的质谱图如图。

●问题探究
问题1. 由上述描述可知乳酸燃烧产物分别是什么?各自质量是多少?
问题2. 乳酸中含有的元素有哪些?
问题3. 写出乳酸的最简式?
问题4. 根据乳酸分子的质谱图，可知其相对分子质量是多少?确定乳酸的分子式?

答案： 问题1.$\mathrm{CO_2}$ 13.2 g $\mathrm{H_2O}$ 5.4 g。
问题2.C、H、O三种元素。9.0 g乳酸完全燃烧生成$\mathrm{CO_2}$ 13.2 g(含C元素:3.6 g)，生成$\mathrm{H_2O}$ 5.4 g(含H元素:0.6 g)，故9.0 g乳酸中还含有O元素4.8 g。
问题3.$\mathrm{CH_2O}$。$n(\mathrm{C}):n(\mathrm{H}):n(\mathrm{O})=\frac{3.6\ g}{12\ g· mol^{-1}}:\frac{0.6\ g}{1\ g· mol^{-1}}:\frac{4.8\ g}{16\ g· mol^{-1}}=1:2:1$，故最简式为$\mathrm{CH_2O}$。
问题4.90 $\mathrm{C_3H_6O_3}$。由乳酸分子的质谱图可知乳酸的相对分子质量为90。乳酸最简式$\mathrm{CH_2O}$的相对分子质量为30，乳酸的相对分子质量为90，则分子式为$\mathrm{C_3H_6O_3}$。