化學(xué)計(jì)算(有關(guān)混合物質(zhì)量分?jǐn)?shù))難題精析

xxx公司文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度化學(xué)計(jì)算專題混合物中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的一種快捷求法從由氫氧化鈣[Ca(OH)2]與氫氧化鈉（NaOH）所組成的均勻混合物中取出少量樣品，測(cè)知?dú)?、鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1/38、20/57。試求原混合物中氧和鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為多少這是一類典型的求混合物中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的化學(xué)練習(xí)題，若不抓住問題的實(shí)質(zhì)，找到與問題有密切關(guān)系的因素，而直接去糾纏氫與鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以期求得氧和鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則很難如愿以償。應(yīng)該注意到鈣、鈉在原混合物中是互不相干的兩個(gè)孤立元素，只有氫和氧不論在Ca(OH)2還是在NaOH中，其質(zhì)量比才恒定為1∶16（即氫、氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比也為1∶16，并且不隨混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量變化而變化）。再由題給條件氫在原混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1/38可知道氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16/38=8/19，最后即可求得原混合物中鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-（1/38+20/57+8/19）=23/114。答：原混合物中氧和鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為8/19、23/114。因此，我們可以為此類求混合物中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的問題總結(jié)出一種快捷的解題方法：1、找出混合物里各物質(zhì)中不隨組成的改變而改變質(zhì)量比的那幾種元素；2、根據(jù)比例關(guān)系及已知元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)便可十分順利地求得其它元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。例如，在由硫化鈉、亞硫酸鈉和硫酸鈉所組成的混合物中，已知硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%，求氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：不難看出在Na2S、Na2SO3和Na2SO4中，鈉和硫的質(zhì)量比（46∶32）不隨組成的變化而變化。因?yàn)榱蛟氐馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為已知（16%），所以可設(shè)鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，于是有：x∶16%=46∶32，解得x=23%。那么，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=1-（16%+23%）=61%例：由Na2S、Na2SO3、Na2SO4組成的混合物中，已知鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%，則混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A．11%B．22%C．38%D．33%分析：根據(jù)所給物質(zhì)的化學(xué)式進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，在這三種物質(zhì)中，鈉元素與硫元素的原子個(gè)數(shù)比為2：1，也就是鈉元素和硫元素的質(zhì)量比是定值，從而確定氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．解析：在這三種物質(zhì)中，鈉元素與硫元素的原子個(gè)數(shù)比為2：1，也就是鈉元素和硫元素的質(zhì)量比是定值：46:32，所以若鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是46%，則硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%，故氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1-46%-32%=22%，觀察選項(xiàng)，可以知道選項(xiàng)B正確．例：在由Na2S、Na2SO3、Na2SO4組成的固體混合物中，已知硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.6%．則氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A．36.8%B．37.6%C．51.2%D．無法計(jì)算分析：根據(jù)所給物質(zhì)的化學(xué)式進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，在這三種物質(zhì)中，鈉元素與硫元素的原子個(gè)數(shù)比為2：1，也就是鈉元素和硫元素的質(zhì)量比是定值，根據(jù)硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.6%計(jì)算鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-ω（Na）-ω（S），從而確定氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．解：在這三種物質(zhì)中，鈉元素與硫元素的原子個(gè)數(shù)比為2：1，也就是鈉元素和硫元素的質(zhì)量比是定值為46：32，硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.6%，所以鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25.6%×46/32=36.8%，故氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1-25.6%-36.8%=37.6%．

故選：B．例：某混合物中含有Na2SO4和Al2（SO4）3，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)知，其中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，則該混合物中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________解：假設(shè)混合物的質(zhì)量為100g，設(shè)Na2SO4的質(zhì)量為x，則Al2（SO4）3的質(zhì)量為100g-x，

Na2SO4中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：32/142×

100%≈22.5%，

Al2（SO4）3中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：96/342×100%≈28.1%，

∴22.5%x+28.1%×（100-x）=100×25%，

解之得：x≈55.4g，則Al2（SO4）3的質(zhì)量為100g-55.4g=44.6g；

Al2（SO4）3中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：54/342×100%≈15.8%，

則該混合物中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：(44.6g*15.8%/100)×100%≈7%．

故答案為：7%．在下列三組固體混合物：

①Na2O2（過氧化鈉）、NaOH的混合物，其中Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是58%；

②FeSO4和Fe2（SO4）3的混合物，其中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是31%；

③Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物，其中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25.6%．

則固體混合物中含氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的一組是②，為46%；其次的一組是①，為40%；最低的一組是③，為37.6%．分析：①Na2O2（過氧化鈉）、NaOH的混合物中鈉原子與氧原子個(gè)數(shù)比為1：1，則該混合物中兩元素質(zhì)量比為23：16；②FeSO4和Fe2（SO4）3的混合物，硫元素與氧元素的原子個(gè)數(shù)比為1：4，則混合物中兩元素的質(zhì)量比為32：64；③Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物中鈉原子與硫原子的個(gè)數(shù)比為2：1，則該混合物中兩元素的質(zhì)量比為46：32．解：

①Na2O2（過氧化鈉）、NaOH的混合物中鈉原子與氧原子個(gè)數(shù)比為1：1，所以其中Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是58%時(shí)，O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58%×16/23≈40%；

②FeSO4和Fe2（SO4）3的混合物，其中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是31%，則混合物硫酸根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-31%=69%，因此混合物中O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%×64/96=46%；

③Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物中鈉原子與硫原子的個(gè)數(shù)比為2：1，所以其中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25.6%時(shí)，Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.6%×46/32=36.8%，則固體混合物中含氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=1-25.6%-36.8%=37.6%；

故答案為：②，46；①，40；③，37.6．課堂練習(xí)：1．FeSO4與Fe2(SO4)3的混合物中已測(cè)知含硫元素為a%。求此混合物中含鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2．某種Na2S、Na2SO3、Na2SO4的混合物，測(cè)得其中含硫24%，求混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3．有一包由FeSO4和Fe2(SO4)3組成的混合物，測(cè)知鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31%，求混合物中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。4．在FeO、Fe2O3、Fe3O4三種化合物中，等質(zhì)量的鐵元素結(jié)合的氧元素的質(zhì)量比（）A.6∶9∶8B.12∶8∶9C.2∶3∶6D.1∶3∶45．某Na2S、Na2SO3（亞硫酸鈉）和Na2SO4的混合物中，硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%，則此混合物中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）。A.18%B.22%C.23%D.46%6．某化合物由Na、S、O三種元素組成的，其鈉元素在化合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.4%，硫元素在化合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.5%，且該化合物的式量為142，那么該化合物的化學(xué)式為__________。7．碳酸氫銨的化學(xué)式為NH4HCO3,試根據(jù)化學(xué)式計(jì)算：（1）碳酸氫銨的相對(duì)分子質(zhì)量（2）碳酸氫銨中各原子的個(gè)數(shù)之比（3）碳酸氫銨中各元素的質(zhì)量比（4）一個(gè)碳酸氫銨分子中所含原子總數(shù)（5）純凈的碳酸氫銨中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（6）一袋50公斤裝的碳酸氫銨理論上含氮元素多少公斤？8．用一定質(zhì)量的氯酸鉀和3g二氧化錳混合后，加熱制取氧氣9.6g。求：原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為多少g反應(yīng)后剩余