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质量分数运算问题2009.3.7

发布时间:2013-12-04 16:27:23  

化学式计算

【同步教育信息】

一. 本周教学内容:

第四单元 根据化学式计算

二. 重点

1. 掌握相对分子质量的计算

2. 能在理解化学式涵义的基础上,计算化合物中各元素的质量比,掌握化合物中各元素质量分数的计算。

3. 会求一定量的物质中某元素的质量或某一成分的质量分数。

三. 难点

1. 有关元素质量分数的计算

2. 化合物质量与元素质量之间的互换。

[知识要点]

1. 化学式的涵义是有关化学式计算的依据(以化学式AmBn为例)

化学式

(1)表示该物质的各种元素

求:相对分子质量,某一元素相对原子质量<1>

求:各元素的质量比<2>

(2)表示组成该物质的各种元素

求:A元素的质量分数<3>

化合物质量与元素质量的互算<4>

(3)表示构成一个分子的各种原子个数

求:原子个数比;确定化合价<5>

某物质质量?100%混合物总质量2. 在混合物中,某物质的质量分数(纯度)=或混合物中、某元素实际质量分

数/理论质量分数?100%

(1)AmBn的相对分子质量=A的相对原子质量*m+B的相对原子质量*n

A元素质量A的相对原子质量*m?ABB元素质量B的相对原子质量*n mn(2)中

A的相对原子质量*m

(3)A元素的质量分数=AmBn的相对分子质量

(4)A元素质量=AmBn的质量*A的质量分数

mA元素的质量B元素的质量?:A的相对原子质量B的相对原子质量 (5)原子个数比n

【典型例题】

例1. 油炸食品,烧烤食品等被营养专家称为“垃圾食品”,这是因为在制作过程中不仅产生大量有害气体污染环境,而且事物中还会产生一些强致癌物质,故此类食品不应多吃,常吃,如在食物的煎,炸过程中会产生一种有害物质——丙烯醛,化学式为C2H3CHO,试回答:

(1)丙烯醛的相对分子质量是( )

(2)丙烯醛中各元素质量比为( )

(3)丙烯醛中氧元素的质量分数为( )(结果保留一位小数)

(4)112g丙烯醛中碳元素的质量为( )

分析:

(1)化合物的相对分子质量为化学式中各原子的相对原子质量总和,计算时应注意1.元素符号或原子团右下角的数字表示该物质一个分子中所含该元素原子或原子团的个数,计算相对分子质量是相乘的关系,2.同种元素原子可以合并计算,故在计算元素质量比和质量分数时,要计算化合物一个分子中该元素

的原子总的原子个数,如C2H3CHO中C,H的原子个数分别为3和4,相对分子质量为12?3?1?4?16?56。

(2)C:H:O=12?3:1?4:1?16=9:1:4

(3)O/100=O/ C2H3CHO=16/12*3+4+16=16/56=28.6%

(3)112g丙烯醛中C元素质量=112*C/100=112*3C/C2H3CHO=112*3*12/56=72g

答案:(1)56;(2)9:1:4;(3)28.6%;(4)72g

+例2. 研究表明,Al3在人体内会阻止小肠壁对磷的吸收,使血液和其他组织内磷的含量减少,造成记忆

力减退,免疫功能下降,被世界卫生组织确定为食品污染源之一。营养学家指出每天铝的安全摄入量为每千克体重0.7mg.请回答下列问题:

(1)传统食品加工过程中,一般在1kg面粉中加入1克明矾(已知:明矾的化学式为KAl(SO4)2?12H2O,1g=1000mg)。试求:

①明矾的相对分子质量是多少?

②1g明矾中含铝元素 mg;

③200克食品中含铝元素 mg;

④体重为50kg的某同学,一天食用该食品150克,他摄入的铝量 (选填:“已”或“未”)超过安全摄入量?⑤1g明矾中的含铝元素质量与多少克氢氧化铝的铝元素的质量相等。

(2)为降低铝的摄入量,请你提出两条建议

分析:(1)①当分子中含有多个原子团时,可先将原子团的相对质量计算出,再乘以原子团的个数,结晶水合物中的圆点表示结合,并非乘号,计算相对分子质量时是相加(和)的关系,即39+27+(32+16*4)*2=12*(1*2+16)=474

②求算一定量化合物里所含某元素质量可根据下式进行:化合物某元素质量=化合物总质量*该元素质量分数,故首先求出明矾中Al元素质量分数,然后求1g明矾中含有铝元素质量:1g*Al/KAl(SO4)*12H2O=1g*27/474=0.0569=57mg

③先求出200g食品中明矾的质量,再求出其中铝元素质量

M明矾=200g/1000g*1g=0.2g, M铝元素=0.2*Al/100=0.2*27/474=0.01139=11.4mg

④先求出150g食品中明矾的质量,再求出其中铝元素质量

M明矾=150g/1000g*1g=0.15g, M铝元素=0.15*Al/100=0.15*27/474=0.00085=8.5mg

该同学的最大铝摄入量为50*0.7毫克=35毫克,8.5〈35毫克,所以未超过安全摄入量

⑤明矾和氢氧化铝中所含铝元素质量相等

方法1:设氢氧化铝的质量为x,则 AlAl?1g?KAl(SO4)2?12H2O xAl(OH)3

2727??1?474 X=0.16g x78?

方法2:按化学式的关系式解题:

Al(OH)3 ~~~~ KAl(SO4)2?12H2O

78 474

X 1g

78:474=x:1g

x=0.16g

答案:(1)①1.474 ②2.57mg ③11.4mg ④未 ⑤0.16g

(2)①铝餐具改为铁餐具 ②改进食品加工加入明矾的措施

例3. 现有(1)FeO;(2)Fe2O3;(3)Fe3O4;(4)FeS四种含铁化合物,其含铁元素的质量分数由大到小的排列顺序是( )

A. (3)>(2)>(1)>(4) B. (1)>(3)>(2)>(4)

C. (4)>(3)>(2)>(1) D. (1)>(2)>(3)>(4)

分析:若要按常规计算,需逐一计算各物质中铁元素的质量分数,再找出其中最大者:

2Fe112Fe56?100%??100%?70%?100%??100%?77.8%FeO16023FeO72;

3Fe168Fe56?100%??100%?72.4%?100%??100%?63.6%Fe3O4232FeS58;

则答案为:B

但若能利用巧算法,比较化合物中Fe与O的原子个数比,因S的相对原子质量刚好为O的两倍,则可把FeS看成FeO2,因此(1)(2)(3)(4)中铁原子与氧原子的个数比依次为:

12311231;;;???1342 即 1342 所以 答案也为B

例4. 已知某氮、氧化合物中,氮、氧元素的质量比为 7:4 ,求此化合物中氮元素的化合价。

分析:此题实质是利用元素质量比,相对原子质量比,求出化学式中的原子个数比,依据原子个数比确定化学式,从而求出化合价,化合物中元素之间的相对原子质量,原子个数及质量比有如下关系 原子个数比 mA元素的质量B元素质量A元素质量A的相对原子质量?=/A的相对原子质量B的相对原子质量B元素质量B的相对原子质量) (n

解:设该氮的氧化物的化学式为NxOy

x7142=/=,y4161则该氮的氧化物的化学式为N2O,

氮元素化合价为+1价。

例5. 已知尿素[CO(NH2)2]样品中氮元素的质量分数为42.1%(杂质不含氮元素),求此样品的纯度。 分析:此题为一类题型:即根据不纯化合物中某元素的质量分数计算不纯物中化合物的质量分数)这类题可以依据下列公式进行 纯物质的质量?100%混合物的总质量混合物中含某物质的质量分数(纯度)=。 不纯物质中含某元素的质量分数?100%

=纯物质中某元素的质量分数

实质是抓住不纯物质里某元素的质量=纯物质里该元素的质量

解法一:纯净尿素中氮元素的质量分数为:

2N2?1428?100%??100%??100%?46.7%CO(NH)12?16?2?14?46022N%=

尿素样品纯度为 尿素样品(不纯)中氮元素质量分数42.1%=?100%=90%纯净尿素中氮元素质量分数46.7%样品纯度=

解法二:抓住纯尿素CO(NH2)2中N元素质量就是样品中氮元素质量来列式

解:设样品总质量为1,样品中尿素质量为x

样品中氮元素质量为1?42.1%

2N?x?46.7%

纯尿素CO(NH2)2中氮元素质量=xCO(NH2)2

则有1?42.1%?x?46.7% x=9 ?

0.9?100%?90%此样品纯度=1

例6.(1)相同质量的SO2和SO3中所含氧元素的质量比是多少?

(2)含有相同质量氧元素的SO2和SO3,它们的质量比是多少?

(3)相同质量的SO2和SO3所含有相同质量氧元素的SO2和SO3的分子个数比是多少? 分析:此题属于化合物质量与化合物中某元素质量互换问题;

物质质量与分子,原子个数关系问题。

解:(1)设SO2、SO3的质量都为m,则SO2和SO3中所含氧元素的质量比为: m?

(2)设SO2的质量为x,SO3的质量为y,可利用SO2、SO3中氧元素质量相等建立等量关系 2O3O2?163?165:m??:?SO2SO364806

x?2O3Ox6?y??SO2SO3 y5

物质质量

(3)一定量物质中所含分子个数=该分子的相对分子质量

mm5mm5=?2?3=806 设SO2、SO3的质量都为m,则分子个数比=64804 氧原子个数比=64

【模拟试题】 根据化学式计算

1. 求硝酸铵NH4NO3中氮元素的质量分数,表达式正确的是( )

A. NH4/NH4NO3*100/100 B. N/ NH4NO3*100/100

C. N2/ NH4NO3*100/100 D. 2N/ NH4NO3*100/100

2. 下列化合物中,铁的质量分数最多的是( )

A. Fe3O4 B. Fe2O3 C. FeO D. FeS

3. 甲醛(CH2O)是室内空气污染的主要成分,它来自于室内装潢用的油漆,胶合板,化合地毯等材料,下列关于甲醛的说法正确的是( )

A. 甲醛分子是由1个碳原子和1个水分子构成的

B. 甲醛分子中C,H,O三种元素的质量比为1:2:1

C. 甲醛分子中C,H,O三种元素的原子个数比为1:2:1

D. 甲醛属于单质

4. 一种元素R的相对原子质量为70,它的氧化物中R元素和氧元素的质量比为35:12,则R的化合价是( )

A. +1 B. +2 C. +3 D. +4

5. 当CO2和CO两种物质中含氧元素的质量相等时,CO2和CO的质量比为( )

A. 11:14 B. 14:11 C. 3:2 D. 2:3

6. 某铁与氧形成的化合物中,铁,氧元素的质量比为7:3,则该氧化物的化学式为( )

7. 元素X与氧结合的化学式为XO3,已知氧元素占该氧化物质量的60/100,求该元素的相对原子质量?

8. 要使三氧化二磷和五氧化二磷中含有相同质量的氧元素,则三氧化二磷与五氧化二磷的分子个数比为( )

A. 1:1 B. 2:1 C. 3:5 D. 5:3

9. 相同质量的氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)中所含铁元素的质量比为( )

A. 72:160:232 B. 56:112:168 C. 1:2:3 113::D. 91029

10. M、N两元素相对原子质量比为7:2,在M、N形成的化合物中两元素的质量比为7:3,该化合物的化学式为( ) A. M2N3 B. MN C. M3M2 D. M2N5

11. 某种氮的氧化物中,氮元素和氧元素的质量比为7:20,则该氧化物中氮原子和氧原子个数比为( )

A. 1:2 B. 3:2 C. 5:2 D. 2:5

12. 某不纯氧化铁(Fe2O3)样品中含铁量为17.5%(杂质不含铁),该样品中氧化铁的质量分数是多少?

13. X元素可形成XO、XO2、X2O3、X2O5等氧化物,指出X元素质量分数最多的氧化物,并根据质量分数由高到底的顺序,把这些氧化物的化学式排列起来。

14. [CO(NH2)2]是农业生产上最常用的氮肥,请根据尿素的化学式计算:

(1)组成尿素的各元素质量比。(2)尿素中氮元素的质量分数。

(3)100吨硝酸铵(NH4NO3)的含氮量与多少吨尿素的含氮量相等。

15. 由Na2S,Na2SO3,Na2SO4组成的混合物中,测得氧元素的质量分数为22%,则其中含硫元素约为( )

A. 32% B. 46% C. 78% D. 无法确定

16. 已知葡萄糖酸钙的化学式为(C6H11O7)2Ca求:(相对原子质量:C:12 H:1 O:16 Ca:40)(1)组成葡萄糖酸钙的元素有几种?(2)葡萄糖酸钙中钙元素的质量分数(3)一个青少年正常情况下每天约需0.8g钙,若每天从食物中得到0.6g钙,其余由吃钙片补充,则一个青少年每天需吃含葡萄糖酸钙85%的钙片多少克?

【试题答案】

1. D 2. C 3. C 4. C 5. A

6. Fe2O3 7. 32 8. D 9. D 10. A 11. D

12. 解:设样品总质量为1,样品中氧化铁质量为x,则有氧化铁中铁元素质量即是样品中铁元素的质量,1*17.5/100=*2Fe/ Fe2O3

x=0.25 氧化铁/100=0.25*100/100=25%

13. XO, X2O3, XO2 X2O5

14. (1)C:O:N:H=3:4:7:1

(2)46.7%

(3)74.9吨

15. A

16.(1)4

(2)9.3%

(3)x*85/100*Ca/(C6H11O7)Ca?0.8?0.6

x=2.53g

【励志故事】

成功的奥秘

心理学上有一个著名的“瓦伦达效应”。瓦伦达是美国一个著名的高空走钢索的表演者,他在一次重大的表演中,不幸失足身亡。他的妻子事后说,我知道这一次一定要出事,因为他上场前总是不停地说,这次太重要了,不能失败;而以前每次成功的表演,他总想着走钢丝这件事本身,而不去管这件事可能带来的一切。后来,人们就把专注于事情本身、不患得患失的心态,叫做“瓦伦达心态。”

美国斯坦福大学的一项研究表明,人大脑里的某一图像会像实际情况那样刺激人的神经系统。比如当一个高尔夫球手击球前一再告诫自己“不要把球打进水里”时,他的大脑里就会出现“球掉进水里”的情景,而结果往往事与愿违,这时候球大多会掉进水里。这项研究从另一个方面证实了瓦伦达心态。

在现实生活中,人们做任何事情,总是想得太多,太在乎事情所带来的后果,太在乎别人的闲言碎语、说三道四,太在乎现在和未来的一切,可我们恰恰忽略了事情本身。我们的大脑成天被各种欲望塞得满满的,身体被压得气喘吁吁的,在这样的重荷下,我们能把事情做好吗?结果我们总是偏离预定的轨道,离成功越来越远!

法拉第说过一句话:“拼命去换取成功,但不希望一定会成功,结果往往会成功。”这就是成功的奥秘。

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