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元素质量分数试题例析
一、根据化合物中某元素的质量分数求化学式
例1:已知锰元素的一种氧化物中氧元素的质量分数为50.5%,此氧化物的化学式为( )。
A.
B.
C.
,则有
D.
,解得
分析:设氧化物的化学式为
。故选D。
二、根据化合物中某元素的质量分数求相对分子质量 例2:“骨质疏松症”是人体缺钙引起的,可服用补钙剂来治疗。乳酸钙是一种常见的补钙剂,测知乳酸钙分子中含有一个钙原子,钙元素的质量分数为18.34%,则乳酸钙的相对分子质量为______________。
分析:根据化合物中,某元素的质量分数
则有:
,解得相对分子质量为218。
故答案为218。
三、根据混合物中一种元素的质量分数,求另一种元素的质量分数 例3:由
三种物质组成的混合物中,测得硫元素的质量分数为32%,则
氧元素的质量分数为____________。
分析:观察三种物质的化学式的特征可知,所含Na与S的原子个数比均为2:1,由此可知,两种元素有固定的质量比,其质量比等于相对原子质量之和的比,还等于质量分数比,因此有
,解得钠元素的质量分数为46%,氧元素的质量分数为:。
故答案为22%。
四、根据混合物中某元素的质量分数,确定物质的组成 例4:某气体由
中的一种或几种组成,已知氧元素的质量分数为50%,则该气体
的组成可能有____________种,分别为____________。
分析:三种化合物中氧元素的质量分数分别为57.14%、0.50%,如果该气体由一种物质组成,只能为SO2;如果由两种物质组成,根据平均值法,其中一种物质中氧元素的质量分数应小于50%,另一种物质中氧元素的质量分数应大于50%。故该气体应由CO和CH4组成;三种物质都含有也符合要求。
故答案为3种,分别为
。
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五、根据混合物中某元素的质量分数,求含该元素的化合物的质量分数 例5:有一不纯的硝酸铵(
)化肥,杂质中不含氮元素,测知该化肥中氮元素的质量分数
为31.5%,则该化肥的纯度为______________。
分析:设化肥的质量为100g,硝酸铵的纯度为x。根据混合物中,氮元素的质量分数
,则有:
故答案为90%。
,解得
。
巧解初中化学计算题
一. 有关化合物中元素的质量比和质量分数的计算
例1.多少吨NH4NO3的含氮量和1吨尿素[CO(NH2)2]的含氮量相当?
[解题思路]:由一定量的一种物质中所含某元素的质量,求含有相同质量的该元素的另一种物质的量.通常用关系式法进行计算。本题根据化学式NH4NO3中所含氮原子数与化学式[CO(NH2)2]中所含氮原子数相等这一关系解题。 解:设和一吨尿素含氮量相当的NH4NO3的质量为x 关系式: [CO(NH2)2] - NH4NO3 已知量: 60 80 未知量: 1吨 x 比例式: 练习题:
18g水(H2O)中所含氧元素与多少克CO2中所含氧元素的质量相同?(答案:22g) 例2.求氧元素质量相等的CO和CO2和质量比
[解题思路]由于2CO和CO2的氧原子个数相等,即氧元素质量相等,故可按等效相同氧原子的方法,即”等效化学式”
巧解此题。
解:关系式: 2CO - CO2
物质质量比: 56 44
即56份质量的CO和44份CO2中所含氧元素的质量相等
[引申发散]求等质量的CO和CO2中,所含氧元素的质量比 (答案:44:56) 练习题:
1.氧原子个数相等的SO2和SO3的质量比是多少?(答案:16:15)
2.纯净的SO2气体和纯净的SO3气体各一瓶中,硫元素的质量比为5:1,则SO2和SO3的质量比是( )
6080= x=1.33(吨) 1吨x.\\
A.1:1 B.4:1 C.4:5 D.2:5 (答案:B )
例3.有一不纯的硫酸铵样品的含氮质量百分含量是20%,则该样品含硫酸铵的纯度是多少? [解题思路]: 若样品中含 (NH4)2SO4100%则含氮的质量分数为
2N(NH4)2SO 4X100%=21.2%
解1:设样品中(NH4)2SO4的纯度为x%,则: (NH4)2SO4 - 2N
100 % = 得样品中(NH4)2SO4纯度为94.3% x!.2%
解2:关系式法:
(NH4)2SO4 - 2N
132
28
x 20 x=94.3 得样品中(NH4)2SO4纯度为94.3%
很明显,关系式法解此题方便。 练习题:
某氨水中氨(NH3)的含量为8.5%,1000g该氨水中氮元素的质量为( ) A.7% B.7g C.70g D.85g (答案:C)
[引申发散]:某NH4NO3样品中混有一种其他氮肥,经分析产品中氮元素质量分数为20%。那么,该样品中可能含有的氮肥:( )
A. (NH4)2SO4 B. NH4Cl C.CO(NH2)2 D. NH4HCO3
[解题思路]:在解答混合物成分判断选择题中用”平均值”原理,会大大简化计算中的步骤:样品含氮元素质量分数的平均值为20%,纯NH4NO3含氮元素质量分数为35%。因此混入的氮肥含氮元素质量分数必小于20%。 (答案:D) 练习题:
1.有一不纯的NH4NO3样品,经分析知道,200g样品中含氮元素60g(杂质中不含氮元素)。求样品中NH4NO3的质量分数。(答案:85:72)
2.有一不纯的石灰石样品,经分析知道它有9%的碳,则该样品里含CaCO3的质量分数为( ) A.9% B.12% C.25% D.75% (答案:D)
3.MgO,MgSO4和MgHPO4组成的混合物中镁元素的质量分数为33%,则混合物中氧元素的质量分数为多少?
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[解题思路]: 三种物质的组成元素为五种,这为一类特殊的物质组成计算题。解题的优选方法是 ”拆分法”。可将三种物质分析为MgO、MgO.SO3、 MgO.HPO3。 (答案:49%)
4.由硫酸铁和硫酸亚铁组成的混合物,经测定知其中硫元素的质量分数为a%,则混合物中铁元素的质量分数为( ) A.1-a% B.1-2a% C.1-3a% D.无法计算 (答案:C)
5.Na2SO4、FeSO4、Al2( SO4)3三种固体的混合物中,Na、Fe、Al三种元素的质量百分含量之和为A%,则混合物中硫元素的质量百分含量为多少?(答案:
100?A%)
3例4.有一由SO2和SO3组成的混和气体,测知其硫元素的质量分数为48%,此混和气体中SO2的质量分数为( ) A.20% B.80% C.50% D.40%
[解题思路]: 本题的一般解法需分别设出混和气体中SO2和SO3的质量,然后根据含硫的质量分数解代数式求出SO2和SO3的质量关系.据此可得解。 但此题可用平分法巧解:
SO2中S元素的质量分数为50%,若SO2和SO3各占50%。则混和气体中硫元素的质量分数为
50%?40%=45%。
2此数值比题设中硫元素48%的质量分数小,由此可见硫元素的质量分数大的SO2在混和气体中的含量必大于50% (答案:B)
例5.某碳氢化合物CxH
y式量为26,该化合物5.2g完全燃烧。生成的气体通过浓H2SO4时,浓H2SO4增重了
3.6克。再通过澄清石灰水时,析出40克的白色沉淀,求该碳氢化合物的化学式。 [解题思路]:求碳氢化合物CxH
y的化学式,实际是求x,y值。据题目说给条件。浓H2SO4增重是因为产物中有
水被浓H2SO4吸收。澄清石灰水析出白色沉淀是因为产物中有CO2。故可以分别从生成H2O和CO2的量求出碳氢化合物中含碳,氢的质量比,原子个数比,再根据题目给出的质量求出化学式。 解:关系式法:设5.2g CxHy中含碳的质量为a,含氢的质量为b CaCO3 - C H2O - 2H 100 12 18 2 40 a 3.6 b a=4.8g b=0.4g 碳氢原子个数比 C:H=
4.80.4:=1:1=x:y 121据题知:CxHy式量为26 列方程组:
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?x?x?2??1y 所以,CxHy的化学式为C2H2 ????y?2?12x?y?26?
练习题:
医药上用的阿司匹林经测定知道,它的成分里含有氢4.5%、氧35.5%、碳60%,其式量为180,设阿司匹林的化学式为CaHbOc,则a=( ),b=( ),c=( )。 (答案:a=9,b=8,c=4)
2.溶解度与溶质质量分数之间的换算 在一定温度下,饱和溶液里溶质质量、溶剂质量、溶液质量之比,是一个固定的值,也就是说饱和溶液里溶质质量分数是恒定的。在计算中首先要明确溶解度与溶液质量分数两个概念的本质区别。其次是要注意条件,必须是在一定温度下的饱和溶液,才能进行换算。 溶解度与溶质质量分数的比较如下: 量的关系 条件 表示方法 运算公式 溶解度 表示溶质质量与溶剂质量之间的关系 与温度有关(气体还跟压强有关) 一定是饱和溶液 用克表示,即单位是克 溶质质量 溶解度= Χ100克 溶剂质量 溶质质量分数 表示溶质质量与溶液质量之间的关系 与温度、压强无关 不一定是饱和溶液,但溶解溶质的质量不能超过溶解度 用%表示,即是个值,没有单位 溶质质量 溶质质量分数= Χ100% 溶液质量 换算公式 溶解度 饱和溶液中溶质质量分数= Χ100% 溶解度+100克 3.溶质质量分数与化学方程式的综合计算 原则:代入化学方程式计算的数据是必须是纯物质的质量。 例 现有一含杂质的固体氯化钡样品(杂质不溶于水)。取12.5g样品放入烧杯中,然后加入39.6g水使其充分溶解,静置后滤去杂质。取10g滤液,加入足量的硝酸银溶液,完全反应后生成沉淀2.87g。 试求:(1)滤液中溶质的质量分数;(2)样品中氯化钡的质量分数。(计算结果精确到0.1%) 该题突破点在生成沉淀2.87g,由此可求出10g滤液中含有的氯化钡质量,从而进一步求出滤液的溶质质量分数。根据溶液的均一性,滤液中各部分溶质质量分数相同,则由10g滤液中溶质质量、溶剂质量之比,求出39.6g水中溶解了多少氯化钡,即为12.5g样品中氯化钡质量。 (1)设10g滤液中含氯化钡的质量为x。