中考化學質量分數與物質的量

中考化學質量分數與物質的量

　　中考混合物中質量分數計算和化學式計算是初中化學計算中的重難點。如果我們轉換思維角度，采用不同的假設策略，常常能化繁為簡，巧妙解題。小編在這里整理了相關資料，希望能幫助到您。

　　8種方法搞定中考化學質量分數計算題

　　一、極端假設

　　極端假設就是將混合物的組成假設為多種極端情況，并針對各種極端情況進行計算分析，從而得出正確的判斷。

　　例1 一定量的木炭在盛有氮氣和氧氣混合氣體的密閉容器中充分燃燒后生成CO和CO2，且測得反應后所得CO、CO2、N2的混合氣體中碳元素的質量分數為24%，則其中氮氣的質量分數可能為()

　　A.10% B.30% C.50% D.70%

　　解析：

　　本題采用極端假設法較易求解，把原混合氣體分兩種情況進行極端假設。

　　(1)假設混合氣體只含N2和CO。設混合氣體中CO的質量分數為x,則12/28=24%/x

　　x=56%,則混合氣體中N2的質量分數為：1—56%=44%

　　(2)假設混合氣體只含N2和CO2。設混合氣體中CO2的質量分數為y,則12/44=24%/y

　　y=88%,則混合氣體中N2的質量分數為：1—88%=12%

　　由于混合氣體實際上由CO、CO2、N2三種氣體組成，因此混合氣體中N2的質量分數應在12%～44%之間，故符合題意的選項是B。

　　二、中值假設

　　中值假設就是把混合物中某純凈物的量值假設為中間值，以中間值為參照，進行分析、推理，從而巧妙解題。

　　例2 僅含氧化鐵(Fe2O3)和氧化亞鐵(FeO)的混合物中，鐵元素的質量分數為73.1%，則混合物中氧化鐵的質量分數為( )

　　A.30% B.40% C.50% D.60%

　　解析：

　　此題用常規法計算較為復雜。由化學式計算可知：氧化鐵中氧元素的質量分數為70.0%，氧化亞鐵中氧元素的質量分數為約為77.8%。

　　假設它們在混合物中的質量分數各為50%，則混合物中鐵元素的質量分數應為：(70.0%+77.8%)/2 = 73.9%。

　　題給混合物中鐵元素的質量分數為73.1%<73.9%，而氧化鐵中鐵元素的質量分數小于氧化亞鐵中鐵元素的質量分數，因此混合物中氧化鐵的質量分數應大于50%，顯然只有選項D符合題意。

　　三、等效假設

　　等效假設就是在不改變純凈物相對分子質量的前提下，通過變換化學式，把復雜混合物的組成假設為若干個簡單、理想的組成，使復雜問題簡單化，從而迅速解題。

　　例3 已知在NaHS、NaHSO3和MgSO4組成的混合物中硫元素的質量分數為a%，則混合物中氧元素的質量分數為____________。

　　解析：

　　解此類題用常規方法顯然不行，必須巧解，把五種元素質量分數的計算轉化為只含三種元素質量分數的計算。

　　由于Na和H的相對原子質量之和等于Mg的相對原子質量，所以可以將“NaH”視為與“Mg”等效的整體，據此，我們就可以將原混合物假設為由MgS、MgSO3和MgSO4三種化合物組成。

　　通過對混合物中各成分的化學式觀察可以看出，無論三種純凈物以何種質量比混合，混合物中Mg、S的原子個數比固定為1：1，混合物中Mg、S元素的質量比固定為24：32，因為混合物中硫元素的質量分數為a%，則混合物中Mg的質量分數為：(24/32)a%=3a%/4，所以混合物中氧元素的質量分數為1—a%—3a%/4=1-1.75a%。

　　四、賦值假設

　　賦值假設就是在有關化學式的無數據計算、以比值形式作已知條件或求比值的問題中，賦予某些特定對象具體的量值，化抽象為具體，以使問題順利解決。

　　例4 青少年應“珍愛生命，遠離毒品”。海洛因是一種常用的毒品，其元素的質量分數分別為：C：68.29%H：6.23%O：21.68%,其余為氮。若已知其相對分子質量不超過400，則一個海洛因分子中氮原子個數為( )

　　A.4 B.3 C.2 D.1

　　解析：

　　本題單純從元素質量分數的角度出發，卻很難找到一條明確的答題思路。

　　依題意可知：海洛因中氮元素的質量分數為：1-68.29%-6.23%-21.68%=3.8%，比海洛因中其它元素的質量分數都小，且氮原子的相對原子質量又較大，因此我們不妨假設一個海洛因分子中氮原子的個數為1，可計算海洛因的相對分子質量為：14/3.8%=368<400，恰好符合題意，故一個海洛因分子中氮原子的個數為1，此題的答案應選D.

　　五、巧用定比

　　例5 FeSO4和Fe2(SO4)3的混合物，其中Fe的質量分數是31%，則混合物中氧元素的質量分數是( )

　　解析：

　　FeSO4和Fe2(SO4)3的混合物中由鐵、硫、氧三種元素組成，其中鐵元素的質量分數為31%，那只能求得硫與氧元素的質量之和為69%。

　　我們仔細分析FeSO4和Fe2(SO4)3的混合物，發現不管是FeSO4還是Fe2(SO4)3，硫元素的質量與氧元素的質量有固定的比值，為32比64，即1比2，又硫與氧元素的質量之和為69%，則氧元素的質量分數為46%。

　　例6 Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物，其中S的質量分數是25.6%，則混合物中氧元素的質量分數是( )

　　解析：

　　Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物中也有三種元素，如果想用例5的方法去尋找三種元素質量之間的比例關系，則毫無辦法。

　　但是我們發現，我們可以把Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物分為二種“成分”，一種是Na2S，另一種是O元素，很明顯，在第一種“成分”Na2S中，鈉元素與硫元素有固定的質量比，即46比32，而硫元素的質量分數是25.6%，則鈉元素的質量分數為36.8%，則氧元素的質量分數為1-36.8%-25.6%=37.6%。

　　例7 在混合物CO、HCOOH和C2H2O3中，氫元素的質量分數為a，則碳元素的質量分數為( )

　　解析：

　　本例題的解題方法與例6非常類似，在我們找不到C、H、O三種元素的固定的質量比關系時，我們想辦法把混合物CO、HCOOH和C2H2O3分成兩個固定組成的“成分”，即CO和H2O，所以，混合物CO、HCOOH和C2H2O3可以看成是CO、CO·H2O和2CO·H2O。

　　在H2O中，氫元素與水的質量比為2比18，即1比9，又已經氫元素的質量分數為a，所以H2O的質量分數為9a，則CO的質量分數為1-9a，而碳元素占CO的比例是12比28，即3/7，所以，混合物中碳元素的質量分數為(1-9a)3/7。

　　六、化合價法

　　所謂化合價法就是根據化合價和為零列出方程求解。

　　例8 Na2S、NaBr的混合物中，鈉的質量分數為37%，求Br的質量分數?

　　解析：

　　該題的解答用上述幾種方法均難奏效，將混合物中各元素的化合價利用起來，然后用正負化合價代數和等于零的規律(化合價法)去列式求解不失為一種巧妙方法。

　　首先，設混合物的相對質量為100，Br的相對質量為x，則混合物中Na的相對質量為37，硫的相對質量為(100–x-37)，從而得出Na、S、Br三種原子的原子個數分別為：37/23、(100-x-37)/32、x/80;接著，利用化合價法則列出方程----37×1/23+(100-x-37)×(-2)/32+x(-1)×/80=0;最后，解此方程求出x的值為46.6克，得出混合物中Br的質量分數為46.6%。

　　七、單獨分析

　　單獨分析就是單獨分析混合物中每種化合物中所求元素的質量分數，對比總的質量分數(一般會湊好，其中一個化合物的質量分數等于總的質量分數)，簡化計算，得出結論。

　　例9 已知FeO、Fe2O3、Fe3O4組成混合物中，鐵與氧質量比為21：8，則混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三種物質的質量比可能是( )

　　A.9：20：5 B.9：20：33

　　C.2：5：3 D.5：6：3

　　解析：

　　已知的是混合物中鐵、氧兩種元素的質量比，要求的是混合物中三種物質的質量比，然而單純從質量關系的角度出發，卻很難找到一條順暢的答題思路。

　　如果能抓住已知條件，將質量比轉化為原子個數比，問題的解答就會由“疑無路”進入“又一村”的境界：由鐵與氧的質量比為21：8，可得出混合物中鐵與氧的原子個數比為21/56：8/16=3：4。

　　由于混合物的成分之一Fe3O4中的鐵氧原子數比與這一比值一致，因此，混合物中Fe3O4的質量無論多少，都不會影響混合物中鐵原子與氧原子的個數比為3：4。

　　通過對FeO、Fe2O3組成特點的分析又可得出，FeO、Fe2O3必須按分子數1：1的比例混合，才能保證混合物中鐵原子與氧原子的個數比為3：4。

　　從而得到混合物中三種氧化物的分子個數比為1：1：任意數，三種物質的質量比為：(56+16)：(56×2+16×3)：任意值=9：20：任意值，符合題意的選項為A、B。

　　八、元素守恒

　　例10 若干克銅和氫氧化銅的混合物在空氣中充分加熱，冷卻后稱得產物的質量等于原混合物的質量，則原混合物中銅元素的質量分數是( )

　　A.20% B. 40% C. 60% D. 80%

　　解析：

　　經過完全反應后，因銅元素的質量不變，可根據銅元素的質量守恒，得到產物氧化銅中銅元素和原混合物中銅元素的質量相等。即銅元素在混合物中的質量分數為氧化銅中銅元素的質量分數80%，答案為D。

　　初中化學實驗中的質量變化問題全歸納

　　一、敞口露置的情況

　　1. 敞口露置質量增重

　　2. 敞口露置質量減輕

　　3. 敞口露置質量不變

　　二、化學變化前后溶液質量變化情況

　　1. 質量不變

　　2. 質量增重

　　3. 質量減輕

　　4. 質量可能增加可能減輕