4.4.1 化学式与化合价
考点精讲
化合价
1. 定义:元素的原子之间相互化合时表现出来的一种性质,用来表示原子之间相互化合的原子数目。
2. 数值的判定:形成化合物时1个原子得失电子数或形成的共用电子数
3. 分类
元素的化合价有正价和负极之分。
4. 化合价的表示方法
化合物中各元素的化合价通常在化学式中元素符号或原子团正上方标出,正负号在前、价数在后。如Mg、MgO4。
5. 化合价的规律
化合价有正价和负极之分,在化合物中各元素的正负化合价代数和为零。
在单质中,元素的化合价为0价。
一般来说,在化合物中,氢元素显+1价,氧元素显-2价。
金属元素和非金属元素化合时,金属元素通常显正价、非金属元素通常显负极。
原子团的化合价等于各元素正负化合价的代数和。
6. 化合价和离子符号比较
项目 离子符号 化合价
标注位置 元素符号的右上角 元素符号的正上方
正负号、数字位置 数字在前、正负号在后 正负号在前、数字在后
数值为1时 省略 不能省略
举例 Na+、S2-、N 、2、2
联系 同种元素或原子团的化合价和离子所带电荷,通常数值相等、正负号相等,但位置不同
7. 原子团及其化合价
原子团:
常作为一个整体参加化学反应的原子集团,叫做原子团,又叫根,反应中不能随意拆开。如H2SO4、NaOH、Na2CO3中S、OH-、C。
常见原子团的化合价
原子团 氢氧根 硝酸根 硫酸根 碳酸根 磷酸根 铵根
符号 OH- N S C P N
化合价 -1 -1 -2 -2 -3 +1
8. 化合价的应用
根据化合价书写化学式
依据:化合物中各元素正负化合价代数和为零。由此确定各元素的原子个数比,写出化学式,步骤如下:
步骤 示例
写符号 写出组成化合物的各元素(或原子团)符号,正价的写在前、负价的写在后 H O;H SO
求个数 标出各元素(或原子团)的化合价;求出化合价绝对值的最小公倍数;最小公倍数与各元素(或原子团)化合价绝对值的比值即为各原子(或原子团)个数 O化合价绝对值的最小公倍数为2,则原子个数H:=2、O:=1 H、硫酸根化合价的绝对值的最小公倍数为2,则原子个数H:=2、硫酸根:=1
标角标 把各原子(或原子团)个数标在元素符号(或原子团)右下角即可 H2O;H2SO4
检查 若化学式满足——正价总数和负价总数的代数和为零,则化学式正确 H2O:(+1)×2+(-2)=0 H2SO4:(+1)×2+(-2)=0
根据化学式求元素的化合价
根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,由已知元素的化合价求出未知元素的化合价(可设未知数)。
根据化合价判断化学式正误
所有的化合物均满足化合物中各元素正负化合价代数和为零的规律,可据此检验判断化学式的正误。
规律小结:
某元素的化合价由该元素原子的最外层电子数决定。一般来说,金属元素的化合价=其原子的最外层电子数,为正价;非金属元素的化合价=8-其元素原子的最外层电子数,为负价。
【典型例题】
某物质的化学式为CaWOx,其中钙元素为+2价,钨(W)元素为+6价,氧元素为-2价,则x值是()
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】在CaWOx中,钙元素为+2价,钨(W)元素为+6价,氧元素为-2价,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+2)+(+6)+(-2)x=0,则x=4。故选C。
【举一反三】
1.在下列四种含有氯元素的物质中,氯元素化合价最低的是()
A.Cl2 B.NaCl C.HClO D.KClO3
【答案】B
【解析】Cl2中Cl的化合价为0;NaCl中Cl的化合价为-1;HClO中Cl的化合价为+1;KClO3中Cl的化合价为+5;故选B。
2.钛酸亚铁(FeTiO3)中铁元素显+2价,则钛元素的化合价是()
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
【答案】C
【解析】钛酸亚铁(FeTiO3)中铁元素显+2价,氧元素显﹣2价,设钛元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得∶(+2)+x+(﹣2)×3=0,则x=+4价。故选C。
3.下列有关化合价的说法中,正确的是()
A.在NaCl和HClO里,氯元素均为﹣1价
B.在H2中,氢元素显+1价
C.一种元素在同一种化合物里,可能显不同的化合价
D.非金属元素在化合物里,一定显负价
【答案】C
【解析】A、在NaCl和HClO里,钠元素显+1价,氢元素显+1价,氧元素显﹣2价,由在化合物中正负化合价代数和为零,则NaCl中氯元素的化合价为﹣1价;HClO里,设氯元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)+x+(﹣2)=0,则x=+1价,错误;B、单质中元素化合价为0,在H2中,氢元素为0价,错误;C、同一种元素在同一种物质中可能显不同的价态,如在NH4NO3中,在铵根离子中氮元素显﹣3价,在硝酸根离子中氮元素显+5价,正确;D、非金属元素在化合物中也不一定均显负价,如H2O中氢元素显+1价,错误。故选C。
4.油画上使用的白色颜料经一段时间后会变为黑色的PbS(硫化铅),使颜料恢复白色的方法是蘸涂双氧水,发生反应的化学方程式为:PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O,此反应中Pb元素、H元素的化合价不变,O元素的化合价变化为:-l→-2。则S元素的化合价变化为()
A.+2→+4 B.+2→+6 C.-2→+4 D.-2→+6
【答案】D
【解析】铅元素的化合价反应前后没变都是+2价,设反应前硫元素的化合价为x,则(+2)+x=0,x=-2,反应前硫元素的化合价为-2价;设反应后硫元素的化合价为y,则(+2)+y+(-2)×4=0,y=+6,反应后硫元素的化合价变为+6价。故选:D。
【技巧方法】
元素有可变价,一般在化合物中该元素显高价态时可直接按元素的名称读出化合物的名称。如在Fe2O3中铁元素显+3价,所以名称读作氧化铁。也可将数字读出来,即读作三氧化二铁。如显较低的价态,则在该元素的名称前加一个“亚”字,如FeO中铁元素显+2价,所以化学式读作氧化亚铁。
【针对训练】
1.含磷洗涤剂因含三聚磷酸钠(化学式Na5P3Ox),大量使用会造成水体污染。已知三聚磷酸钠中磷元素化合价为+5价,则x值为()
A.10 B.9 C.7 D.5
【答案】A
【解析】钠元素通常显+1价,氧元素通常显-2价,磷元素化合价为+5价,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:(+1)×5+(+5)×3+(-2)×x=0,x=10。故选A。
2.关于元素化合价的说法一定正确的是()
A.单质中元素的化合价最低
B.非金属元素在化合物中显负价
C.同种元素在同一化合物里化合价相同
D.化合物中各元素化合价的代数和等于零
【答案】D
【解析】A.单质中元素的化合价为零,而在非金属氧化物中,非金属元素显负价,化合价更低,故错误;
B.在化合物中,非金属元素不一定显负价,比如硫酸中氢元素和硫元素为正价,故错误;C.同种元素在同种物质中化合价不一定相同,比如硝酸铵中氮元素为-3和+5价,故错误;D.在化合物中,各元素正负化合价的代数和为零,故正确。故选D。
3.下列物质中硫元素化合价最低的是( )
A.S B.SO2 C.H2SO4 D.H2S
【答案】D
【解析】A、根据单质中元素的化合价为0,S属于单质,故硫元素的化合价为0;B、氧元素显﹣2价,设SO2中硫元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:x+(﹣2)×2=0,则x=+4价;
C、氢元素显+1价,氧元素显﹣2价,设H2SO4中硫元素的化合价是y,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)×2+y+(﹣2)×4=0,则y=+6价;D、氢元素显+1价,设H2S中硫元素的化合价是z,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)×2+z=0,则z=﹣2价;故硫元素化合价最低的是D。故选D。
4.在日常生活中我们常接触到许多含氮的物质,如:N2、NO2、NH3、NO、N2O3、N2O4、NaNO2、NH4NO3,则这八种物质中氮元素显示的化合价共有( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
【答案】C
【解析】氮气中N为0价,二氧化氮中N为+4价,一氧化氮中N为+2价,三氧化二氮中N为+3价,四氧化二氮中N为+4价,亚硝酸钠中N为+3价,硝酸铵中N分别为-3、+5价,综上,N共6种化合价;故选择C项。
5.下列关于化合价的叙述:
①化合价是元素的一种性质,因此称为元素的化合价,而不应称为原子的化合价。
②化合物中化合价有正价和负价,其数值由元素的一个原子得失电子的数目或形成共用电子对的数目决定的。
③一种元素只有一种化合价。
④在化合物中非金属元素的化合价为负值。
其中正确的是( )
①② B.①③ C.②③④ D.①
【答案】A
【解析】①化合价是元素的一种性质,因此称为元素的化合价,而不应称为原子的化合价,正确。
②化合物中化合价有正价和负价,其数值由元素的一个原子得失电子的数目或形成共用电子对的数目决定的,正确。
③一种元素可能有不同的化合价,错误。
④在化合物中非金属元素的化合价不一定为负值,比如氢氧化钠中氢元素为+1价,错误。
故选:A。
6.标出下列各组物质中相同元素的化合价:
(1)H2S 、S 、SO2 、Na2SO3 、H2SO4 .
(2)MnO2 、MnCl2 、Mn 、CaMnO4 、KMnO4 .
【答案】(1)﹣2、0、+4、+4、+6.
(2)+4、+2、0、+6、+7.
【解析】(1)设硫化氢中硫的化合价为x.
(+1)×2+x=0
解得x=﹣2
由于硫是单质,单质中元素的化合价为零.
因此硫单质中硫的化合价为0.
设二氧化硫中硫的化合价为y.
y+(﹣2)×2=0
解得y=+4
设亚硫酸钠中硫的化合价为z.
(+1)×2+z+(﹣2)×3=0
解得z=+4
设硫酸中硫的化合价为w.
(+1)×2+w+(﹣2)×4=0
解得w=+6
(2)设二氧化锰中锰的化合价为x.
x+(﹣1)×2=0
解得x=+4
设氯化锰中锰的化合价为y.
y+(﹣1)×2=0
解得y=+2
由于锰是单质,单质中元素的化合价为零.
因此锰单质中锰的化合价为0.
设锰酸钙中锰的化合价为z.
(+2)+z+(﹣2)×4=0
解得z=+6
设高锰酸钾中锰的化合价为w.
(+1)+w+(﹣2)×4=0
解得w=+7
化学式
1. 概念
用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子。如H2O表示水、O2表示氧气。
2. 化学式的意义
化学式的意义
①宏观:a.表示一种物质;b.表示物质的元素组成。
②微观:a.表示物质的一个分子(由分子构成的物质);b.表示物质的分子构成(对于离子构成的物质,也可表示物质的离子构成)。
化学符号周围的含义
化学符号 含义 举例
元素符号 元素符号前面的数字表示该元素原子的个数 2O前面“2”表示:2个氧原子
元素符号正上方的数字和符号表示化合物中该元素的化合价 H2中“-2”表示水中氧元素的化合价为-2价
化学式 化学式前面的数字表示粒子的数目 2CO2前面“2”表示:2个二氧化碳分子
化学式中原子或原子团右下角的数字表示对应原子或原子团的数目 CO2中“2”表示:一个二氧化碳分子中含有2个氧原子
离子符号 离子符号前面的数字表示离子的数目 3Fe3+前面“3”表示:3个铁离子
元素符号(或原子团)右上角的数字表示该离子所带电荷数 Fe3+中“3”表示:一个铁离子带3个单位的正电荷
3. 化学式的写法和读法
物质 化学式的写法 化学式的读法
单质 金属单质 元素符号,如铝—Al 元素名称,如Al—铝
稀有气体单质 元素符号,如氦—He 某气,如He—氦气
固体非金属单质 元素符号,如碳—C 名称名称,如C—碳
气体非金属单质 化学式是其分子式,如氧气—O2,N2—氮气 某气,如O2—氧气
化合物 氧化物 氧元素符号在后,另一元素符号在前,如氧化铜—CuO 从后向前读作“氧化某或几氧化几某”,如MgO—氧化镁;Fe3O4—四氧化三铁
金属元素和非金属元素组成的化合物 一般金属元素写在前、非金属元素写在后,如氯化钠—NaCl;硫化钠—Na2S 从后向前读作“某化某”,如ZnS—硫化锌
盐(金属离子或铵根离子与酸根离子结合)或碱(金属离子或铵根离子与氢氧根离子结合) 一般金属元素(或铵根)在前,酸根(或氢氧根)在后;且原子团的个数为多个时,应将原子团用小括号括起来,在小括号的外面右下角标上相应的个数。如硫酸钠—Na2SO4;氢氧化钠—NaOH 含酸根的化合物读作“某酸某”,如CuSO4—硫酸铜;含氢氧根的读作“氢氧化某”,如Ca(OH)2—氢氧化钙
【典型例题】
我国女科学家屠呦呦因发现青蒿素荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素(C15H22O5)是一种用于治疗疟疾的药物。下列有关青蒿素的叙述正确的是()
A.从宏观上看:青蒿素分子由碳、氢、氧三种元素组成
B.从微观上看:青蒿素中含有15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子
C.从变化上看:青蒿素在氧气中完全燃烧生成一氧化碳和水
D.从质量上看:青蒿素中碳、氧元素的质量比为9∶4
【解析】A、青蒿素化学式为C15H22O5,从宏观上看:青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成,故不符合题意;B、青蒿素化学式为C15H22O5,从微观上看:一个青蒿素分子中含有15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子,故不符合题意;C、青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成的,因此,在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水,故不符合题意;D、从质量上看:青蒿素中碳、氧元素的质量比为12×15∶16×5=9∶4,故符合题意
【答案】D
【举一反三】
1. “2C60”表示()
A.120个碳原子 B.2个碳原子
C.120个Co分子 D.2个C60分子
【答案】D
【解析】“2C60”的含义是2个C60分子,D选项正确,符合题意。故选D。
2.下列化学用语书写错误的是()
A.两个氮原子:2N B.两个氨分子:2NH3
C.氧化铝的化学式:Al2O3 D.一个钙离子:Ca+2
【答案】D
【解析】A、氮原子的元素符号为N。两个氮原子需要在原子前标注数字2,即2N,A正确;B、一个氨分子是由1个氮原子和3个氢原子构成的。在分子前标注数字表示分子的个数。所以两个氨分子的书写为:2NH3,B正确;C、一个氧化铝分子中有两个铝原子和三个氧原子,所以氧化铝的化学式为Al2O3,C正确;D、一个钙离子带两个单位的正电荷,先写数字后写正负号,即Ca2+,D错误。故选D。
3.碳酸乙烯酯(C3H4O3)可用作锂电池电解液,下列有关碳酸乙烯酯的说法正确的是()
A.碳酸乙烯酯的相对分子质量为(12×3+1×4+16×3)g
B.碳酸乙烯酯中C、H、O三种元素的质量比为12∶1∶16
C.碳酸乙烯酯中C、H、O三种原子的个数比为3∶4∶3
D.碳酸乙烯酯中碳元素的质量分数= ×100%
【答案】C
【解析】A、碳酸乙烯酯的相对分子质量为12×3+1×4+16×3,相对分子质量单位为“1”,通常不写,错误;B、碳酸乙烯酯中C、H、O三种元素的质量比为12×3∶1×4∶16×3,错误;C、化学式中元素符号右下角的数字为一个分子中原子的个数,碳酸乙烯酯中C、H、O三种原子的个数比为3∶4∶3,正确;D、酸乙烯酯中碳元素的质量分数= ×100% ,错误。故选C。
4.三位化学家因锂电池研究获2019年化学诺贝尔奖,其中钴酸锂(LiCoO2)的使用促进了锂离子电池的广泛应用。下列关于钴酸锂的说法正确的是
A.钴酸锂由1个锂原子、1个钴原子和2个氧原子构成
B.已知锂元素+1价,氧元素-2价,可知钴元素显+3价
C.锂、钴、氧元素的质量比为1∶1∶2
D.元素质量分数最大的是氧
【答案】B
【解析】A、一个钴酸锂分子由1个锂原子、1个钴原子和2个氧原子构成,故错误;B、锂元素显+1价,氧元素显-2价,设钴元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)+x+(-2)×2=0,则x=+3价,故正确;C、钴酸锂中锂、钴、氧三种元素的质量比是(7×1)∶(59×1)∶(16×2)≠1∶1∶2,故选项说法错误;D、钴酸锂中锂、钴、氧三种元素的质量比是(7×1)∶(59×1)∶(16×2)=7∶59∶32,元素质量分数最大的是钴元素,故错误。故选B。
5.烧烤在烟熏、烘烤并发生焦糊过程中,高活性致癌剂苯并芘(C20H12)的含量比普通食物增加约10~20倍,对苯并芘的描述正确的一项是
A.它由碳、氢两种原子构成
B.它含有6个氢分子
C.它含有碳、氢两种元素组成
D.其中碳、氢元素的质量比为5∶3
【答案】C
【解析】A、苯并芘是由苯并芘分子构成的,故A错误;B、苯并芘中不含有氢分子,故B错误;C、苯并芘由碳、氢两种元素组成,故C正确;D、其中碳、氢元素的质量比为∶(12×20)∶(1×12)=20∶1,故D错误。故选C。
【技巧方法】
1. 化学式有宏观和微观两个方面的含义,如果化学式的前面有系数,那么这个式子就只能表示微观的粒子数目。
2. 化学式的书写要按规则进行,不能臆测不存在的物质的化学式。
3.化学式中原子个数为1的一般不读,但为了区别其它化合物有时也读出1。如:CO读为一氧化碳
4.对于较复杂的化学式,其中含有两个或两个以上的原子团,书写这部分时要添加括号,将原子团个数写在括号右下角。如氢氧化钙Ca(OH)2、硝酸镁Mg(NO3)2、硫酸铵(NH4)2SO4。
【针对训练】
1.下列化学用语既能表示一种元素,又能表示一个原子,还能表示一种物质的是()
A.O B.N2 C.Cu D.CO2
【答案】C
【解析】A、O属于气态非金属元素,可表示氧元素,表示一个氧原子,但不能表示一种物质,故选项不符合题意。B、该符号是氮气的化学式,不是元素符号,故选项不符合题意。C、Cu属于金属元素,可表示铜元素,表示一个铜原子,还能表示铜这一纯净物,故选项符合题意。
D、该符号是二氧化碳的化学式,不是元素符号,故选项不符合题意。故选C。
2.双氧水因产物没有污染而被称为绿色消毒剂,可用于家庭消毒。下列有关说法正确的是()
A.双氧水和水一样,由氢、氧两种元素组成
B.双氧水是由氢分子和氧分子构成
C.双氧水的分子比水分子多一个氧元素
D.双氧水分解产生氧气,说明在双氧水中原来就含有氧分子
【答案】A
【解析】A、双氧水和水一样,由氢、氧两种元素组成,正确。B、双氧水是由双氧水分子构成,B错。
C、一个双氧水的分子比一个水分子多一个氧原子,C错。D、双氧水分解产生氧气,说明在双氧水中原来就含有氧元素,不是氧分子,D错。故选:A。
3.抗击新冠肺炎疫情中,国内270名新型冠状病毒患者参加了瑞德西韦临床试验,瑞德西韦(分子式: C27H35N6O8P)新药或许会成为抗击新冠肺炎的“特效药”。下列说法正确的是()
A.瑞德西韦属于氧化物
B.瑞德西韦的相对分子质量是 602
C.瑞德西韦完全燃烧的产物只有二氧化碳和水
D.瑞德西韦由 27 个碳原子、35 个氢原子、6 个氮原子、8 个氧原子和 1 个磷原子构成
【答案】B
【解析】A.由化学式C27H35N6O8P可知,瑞德西韦由C、H、N、O、P共五种元素组成,不属于氧化物,故选项A不符合题意;
B.瑞德西韦的相对分子质量是:12×27+35+14×6+16×8+31=602,故选项B符合题意;
C.由化学式C27H35N6O8P可知,瑞德西韦由C、H、N、O、P共五种元素组成,瑞德西韦在足量氧气中完全燃烧的产物除了二氧化碳和水,还有含N的化合物和含磷的化合物,故选项C不符合题意;
D.瑞德西韦由瑞德西韦分子构成,每个瑞德西韦分子由27个碳原子、35个氢原子、6个氮原子、8个氧原子和1个磷原子构成,故选项D不符合题意。故选B。
4.下面关于水的组成和构成的说法正确的是( )
①水是由氢元素和氧元素组成
②水是由两个氢元素和一个氧元素组成的
③水分子是由一个氢分子和一个氧原子构成的
④水是由氢气和氧气组成的
⑤水是由水分子构成的
⑥水是由氢原子和氧原子构成的
⑦每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的
⑧水分子是由氢原子和氧原子构成的.
A.①⑤⑦⑧ B.①③⑤⑧ C.①⑥⑦⑧ D.③⑤⑥⑦
【答案】A
【解析】解:①水是由氢元素和氧元素组成的,故说法正确;②水是由氢元素和氧元素组成的,元素不能论个数,故说法不正确;③一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,故说法不正确;④水是由氢元素和氧元素组成的,故说法不正确;⑤水是由水分子构成,故说法正确;⑥水是由水分子构成的,水分子是由氢原子和氧原子构成的,故说法错误;⑦每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,水故说法正确;⑧分子是由原子构成的,水分子由氢原子和氧原子构成的,故说法正确;故选:A。
5.下列化学符号中“2”的含义表述正确的是
A.2H —2个氢元素 B.O2 —2个氧原子
C.2Cl-—2个氯离子 D.CO2 —二氧化碳中含有2个氧原子
【答案】C
【解析】A.标在元素符号前面的数字表示原子的个数,2H中的“2”表示氢原子的个数为2,故选项A说法错误;B.标在化学式中元素右下角的数字表示一个分子中所含原子的数目,O2中的“2”表示1个氧分子中含有2个氧原子,故选项B说法错误;C.标在离子符号前面的数字表示离子的个数,2Cl-中的“2”表示氯离子的个数为2,故选项C说法正确;D.标在化学式中元素右下角的数字表示一个分子中所含原子的数目,CO2中的“2”表示1个二氧化碳分子中含有2个氧原子,故选项D说法错误。故选C。
6.高氯酸钾(KClO4)可用于制备火箭燃料。有关KClO4的说法正确的是
A.含6种元素
B.属于混合物
C.氯元素的化合价为+6
D.钾、氧元素的质量比为39∶64
【答案】D
【解析】A、高氯酸钾中含有三种元素,错误;B、高氯酸钾属于纯净物,错误;C、设高氯酸钾中氯元素的华合价为x,则有(+1)+x+(﹣2)×4=0,x=+7,错误;D、高氯酸钾中钾元素和氧元素的质量比为39∶(16×4)=39∶64,正确。故选D。
7.用相应的化学符号填空:
(1)n个镁离子____________________;
(2)2个氯气分子____________________ ;
(3)汞元素 ____________________;
(4)氧化铝 ____________________。
【答案】(1)nMg2+(2) 2Cl2(3) Hg (4)Al2O3
【解析】(1)离子符号前面数字,表示离子个数,故填:nMg2+。
(2)化学式前面数字,表示分子个数,故填:2Cl2。
(3)汞元素符号Hg,故填:Hg。
(4)化学式先读的后写,氧化铝化学式Al2O3,故填:Al2O3。
14.4.2 有关化学式的计算
考点精讲
有关化学式的计算
1. 相对分子质量计算
(1)相对分子质量:化学式中各原子的相对原子质量的总和,就是相对分子质量(符号为Mr)。
(2)计算公式:对于化合物AmBn,其相对分子质量(Mr)=A的相对原子质量×m+B的相对原子质量×n。
2. 物质中组成元素的质量比计算
化合物中各元素的质量比=化学式中各原子的相对原子质量×对应的原子个数之比。
3. 物质中某元素的质量分数计算
物质中某元素的质量分数=×100%。
4. 混合物中某元素的质量分数计算
已知:纯度a=×100%;纯净物中某元素的质量分数为w。那么,混合物中某元素的质量分数=a×w。(混合物计算时需要考虑杂质)
5.化学式的计算技巧
【典型例题】
已知某物质的化学式为RNO3,相对分子质量是85,则R元素的相对原子质量是()
A.55 B.55 g C.23 D.23 g
【答案】C
【解析】设R的相对原子质量为x,则:x +14+16×3=85,解得x =23。故选C。
【举一反三】
1.异烟肼(化学式:C6H7N3O;相对分子质量:137)是治疗肺结核药物的有效成分。下列说法正确的是()
A.异烟肼属于氧化物
B.异烟肼分子中H、O原子个数比为7∶1
C.异烟肼中C.H两种元素的质量比为36∶7
D.异烟肼中N元素质量分数的计算式为×100%
【答案】B
【解析】A.氧化物是由两种元素组成的化合物,而异烟肼是由四种元素组成的,不属于氧化物,故错误;B.由化学式可知,异烟肼分子中H、O原子个数比为7∶1,故正确;C.异烟肼中C.H两种元素的质量比为(12×6)∶(1×7)=72∶7,故错误;D.异烟肼中,氮元素质量分数的计算式为×100%,故错误。故选B。
2.下列铁元素质量分数最大的是()
A.Fe2O3 B.FeO C.FeS D.Fe3O4
【答案】B
【解析】在FeO、Fe2O3.Fe3O4.FeS四种物质中,硫原子的相对原子质量(32)为氧原子的相对原子质量(16)的2倍,可看作是2个氧原子,将化学式变形得FeO、、、FeO2,其它原子的相对原子质量之和越小的,在该化合物中铁元素的质量分数就越大,2>3/2>4/3>1,则铁元素的质量分数由大到小排列为FeO>Fe3O4>Fe2O3>FeS。故选B。
3.已知一个SO2分子的质量为n kg,一个SO3分子的质量为m kg(设两分子中的硫原子和氧原子分别相同),若以一个氧原子质量的1/16作为相对原子质量的标准,则SO2的相对分子质量为( )
A.16m/(m-n) B.16n/(m-n) C.16n/(n-m) D.32n/(m-n)
【答案】B
【解析】1个硫原子的质量为n-2(m-n) kg,若以一个氧原子质量的1/16作为相对原子质量的标准,硫的相对原子质量为=,则SO2的相对分子质量为+16×2=,故选B。
3.已知NaHS、MgSO4.NaHSO3组成的混合物中,硫元素的质量分数为a%,则混合物中氧元素的质量分数为
A.a% B.2a% C.(100-1.75a)% D.(1-0.75a)%
【答案】C
【解析】由于Na和H的相对原子质量和(1+23=24)等于Mg的相对原子质量(24),所以可以从质量角度将“NaH”视为一个与Mg等效的整体A(即将“NaH”和Mg都换用“A”来表示,其相对原子质量可作24)。根据A.S质量比为24:32以及硫的质量分数为a%,设A的质量分数为x,则有24:32=x:a%,解之得,混合物中A的质量分数为a%,氧的质量分数为1-a%-a%=1-1.75a%=(100-1.75a)%;故选C。
4.某硫酸铵样品中混有一种其他的氮肥杂质,经分析该样品含氮元素的质量分数为20.5%,则样品中可能混有的氮肥杂质是()
A.CO(NH)2 B.NH4NO3 C.NH4HCO3 D.NH4Cl
【答案】C
【解析】A.CO(NH)2中元素的质量分数为:×100%≈46.7%,不符合题意;B.NH4NO3中氮元素的质量分数为:×100%=35%,不符合题意;C.NH4HCO3中氮元素的质量分数为:×100%≈17.7% ,N含量小于均值20.5%,符合题意;D.NH4Cl中氮元素的质量分数为:×100%≈26.2%,不符合题意;故选C。
【技巧方法】
1.化学式明确地表示出物质的元素组成,以及各组成元素的原子个数比,因而可以通过化学式去计算组成物质的某元素的质量分数。某元素在化合物中的质量可用“该元素的相对原子质量 × 原子个数”表示;化合物的质量可用“化合物的相对分子质量来表示”。
2.为了格式统一,计算时要乘以100%,以使结果为百分数的形式。
3.在化学中经常出现的题型有:
⑴已知物质的总质量,求其中某元素的质量。可利用“化合物中某元素的质量=化合物的质量 × 化合物中该元素的质量分数”
⑵已知某元素的质量,求物质的总质量。可得用“化合物的质量=某元素的质量÷化合物中该元素的质量分数”
⑶不纯净的物质的纯度计算:某物质的质量分数=该物质的质量/不纯物质的总质量×100%
【针对训练】
1.计算下列物质的相对分子质量(写出过程):
(1)H2O的相对分子质量= ;
(2)Mg(OH)2的相对分子质量= ;
(3)Na2CO3的相对分子质量= ;
(4)Fe2O3的相对分子质量= ;
【答案】(1)1×2+16=18;
(2)24+(16+1)×2=58;
(3)23×2+12+16×3=106;
(4)56×2+16×3=160。
【解析】解:(1)H2O的相对分子质量=1×2+16=18;故填:1×2+16=18;
(2)Mg(OH)2的相对分子质量=24+(16+1)×2=58;故填:24+(16+1)×2=58;
(3)Na2CO3的相对分子质量=23×2+12+16×3=106;故填:23×2+12+16×3=106;
(4)Fe2O3的相对分子质量=56×2+16×3=160;故填:56×2+16×3=160。
2.求下列物质中各元素的质量比
C6H12O6碳、氢、氧元素的质量比=,CO2碳、氧元素的质量比=,
NH4NO3氮、氢、氧元素的质量比=, CaCO3钙、碳、氧元素的质量比=,
【解析】C6H12O6中碳、氢、氧各元素的质量比为(16×6):(1×12):(16×6)
CO2中氮、氧各元素的质量比为12:(16×2)=3:8.
硝酸铵中氮、氢、氧各元素的质量比为(14×2):(1×4):(16×3)=7:1:12.
碳酸钙中钙、碳、氧各元素的质量比为40:12:(16×3)
3.根据高锰酸钾的化学式KMnO4计算:组成各元素的质量比K:Mn:O=;高锰酸钾中氧元素的质量分数为。
【答案】(1)39:55:64;(2)40.5%.
【解析】解:(1)高锰酸钾中组成各元素的质量比K:Mn:O=39:55:(16×4)=39:55:64.
(2)高锰酸钾中氧元素的质量分数为100%≈40.5%.
4.钙是人体必须的常量元素,每日必须摄入足够量的钙。目前市场上的补钙药剂很多,如图是某种品牌的补钙药品的部分说明书。请回答下列问题:
(1)CaCO3中钙元素的质量分数为 ;
(2)若每片钙片的质量为1g,则钙片中钙元素的质量分数为 ;
(3)如果按用量服用,每天摄入钙元素的质量为多少克(写出计算过程)。
【答案】(1)40%; (2)25% (3)0.5g
【解析】解:(1)CaCO3中钙元素的质量分数为:×100%;故填:40%;
(2)钙片中钙元素的质量分数为:×100%=25%;故填:25%;
(3)按用量服用,每天摄入钙元素的质量为:1g×2×25%=0.5g
答:按用量服用,每天摄入钙元素0.5g。
5. “青团”是宁波的一种传统食物。在“青团”制作过程中,需要往糯米粉中添加艾草(或艾草汁)。艾草含有侧柏莲酮芳香油(C10H10O),侧柏莲酮芳香油是一种淡黄色液体,具有香脂香气,所以“青团”具有独特风味。
(1)侧柏莲酮芳香油由 种元素组成。
(2)7.3g侧柏莲桐芳香油中碳元素的质量为 g。
(3)侧柏莲桐芳香油在氧气中完全燃烧的产物是 。
【答案】(1)3;
(2)6;
(3)二氧化碳和水。
【解答】解:(1)由化学式可知,侧柏莲酮芳香油(C10H10O)是由碳、氢、氧三种元素组成的;故填:3;
(2)7.3g侧柏莲桐芳香油中碳元素的质量为7.3g××100%=6g;故填:6;
(3)侧柏莲酮芳香油(C10H10O)是由碳、氢、氧三种元素组成的,由质量守恒定律可知,侧柏莲桐芳香油在氧气中完全燃烧的产物是二氧化碳和水;故填:二氧化碳和水。
6.某物质的分子式为 HnRO2n+1,它的相对分子质量是m,则R元素的相对原子质量是( )
A.m﹣3n﹣1 B.m﹣3n+l C.m﹣33n﹣16 D.m﹣33n+16
【答案】C
【解析】解:某化合物的化学式HnRO2n+1,其相对分子质量为M,设R的相对原子质量为y,则1×n+y+16×(2n+1)=m,y=m﹣33n﹣16。
故答案为:m﹣33n﹣16。
故选:C。
7.硫酸的化学式为H2 SO4,请根据化学式计算:
(1)硫酸的相对分子质量;
(2)硫酸中硫、氧元素质量比;
(3)硫酸中硫元素的质量分数。
(4)多少克水中的氢元素的质量与4.9克硫酸中氢元素的质量相等?
【答案】(1)98;(2)1:2;(3)32.7%;(4)0.9克。
【解析】解:(1)硫酸的相对分子质量1×2+32+16×4=98;
(2)硫酸中硫、氧元素的质量比为32:(16×4)=1:2;
(3)硫酸中硫元素的质量分数为×100%≈32.7%;
答:硫酸中硫元素的质量分数是32.7%;
(4)设需要水的质量为x。
x××100%=4.9克××100%
x=0.9g。
答:0.9g水中的氢元素的质量与4.9克硫酸中氢元素的质量相等。
有关化学式的计算的题型
【典型例题】
1.吸烟危害健康,烟气中含有两百多种有害物质,其中尼古丁(C10H14N2)对人体健康产生很大的危害。下列关于尼古丁的说法正确的是()
A.尼古丁中含有氮气 B.尼古丁是由10个碳原子14个氢原子和2个氮原子构成
C.尼古丁属于有机化合物 D.尼古丁中碳氢元素质量比是10:14
【答案】C
【解析】A.尼古丁是由尼古丁分子构成的,不含氮气,不符合题意;B.尼古丁是由尼古丁分子构成的,每个尼古丁分子含10个碳原子、14个氢原子、2个氮原子,不符合题意;C.尼古丁含碳元素,属于有机化合物,符合题意;D.尼古丁中碳氢元素质量比是:(12×10):14=60:7,不符合题意。故选C。
2.芒果中含有芒果苷(化学式为C19H18O11),芒果苷具有使中枢神经系统兴奋的作用,并具有抗糖尿病、抗病毒等活性。下列关于芒果苷的说法正确的是( )
A.芒果苷不属于有机化合物 B.相对分子质量为422g
C.芒果苷质量分数最大的是碳元素 D.每个芒果苷由48个原子构成
【答案】C
【解析】A.芒果苷是一种含碳元素的化合物,属于有机化合物,选项A错误;B.相对分子质量的单位不是“g”而是“1”,通常省略不写,选项B错误;C.芒果苷(化学式为C19H18O11)中,碳、氢、氧元素的质量比为(12×19):(1×18):(16×11)=228:18:176,可见其中质量分数最大的是碳元素,选项C正确;D.芒果苷是由分子构成的,而不是由原子直接构成的,选项D错误。故选:C。
3.一个NO2分子质量为a千克,一个N2O3分子质量为b千克,若以氧原子质量的1/16作为标准,则NO3的相对分子质量为()
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由化学式可知,3个NO2分子(N3O6)与一个N2O3分子的质量之差相当于1个NO3分子的质量,所以1个NO3分子的质量=(3a-b)千克,2个NO2分子的质量2a千克,2个NO2分子比一个N2O3分子多1个氧原子,可知个O原子的质量=(2a-b)千克,以氧原子质量的1/16作为标准,则NO3的相对分子质量:=。故选A。
4.已知由CuS、CuSO3.CuSO4组成的混合物中,硫元素的质量分数为x,则混合物中氧元素的质量分数为()
A.1-3x B.1-2x C.1-x D.无法计算
【答案】A
【解析】混合物中Cu、S原子个数比为1:1,二者的质量比为64:32;硫元素的质量分数为x,设Cu的质量分数为a,则有=解得:a=2x,所以氧元素的质量分数为:1-x-2x=1-3x。故选A。
5.已知某甲醛(HCHO)的水溶液中,氢元素的质量分数为10%,则该甲醛溶液的溶质质量分数为()
A.15% B.20% C.25% D.30%
【答案】C
【解析】甲醛中氢氧元素的质量比为:(1×2):16=1:8,水中氢氧元素的质量比为:(1×2):16=1:8,甲醛溶液中,氢元素的质量分数为10%,则氧元素的质量分数为:80%,故碳元素的质量分数为:1-10%-80%=10%,则该溶液中甲醛的质量分数为:10%÷( ×100%)=25%。故选C。
6.将乙酸(CH3COOH)和葡萄糖(C6H12O6)溶于水得到混合溶液,测得溶液中氢元素的质量分数为a,则溶液中碳元素的质量分数为( )
A.1﹣9a B.1﹣8a C.12a D.8a
【答案】A
【解析】乙酸(CH3COOH)、葡萄糖(C6H12O6)、水中,氢原子和氧原子的个数比均为2:1,则将乙酸(CH3COOH)和葡萄糖(C6H12O6)溶于水得到混合溶液中氢元素和氧元素的质量比为(1×2):(16×1)=1:8;测得溶液中氢元素的质量分数为a,氧元素的质量分数为8a,则溶液中碳元素的质量分数为1 a 8a=1 9a。故选A。
7.吸入“笑气”会使人发笑。该气体是由氮、氧两种元素组成的化合物,氮、氧元素的质量比为7:4.则它的化学式为()
A.NO B.NO2 C.N2O D.N2O3
【答案】C
【解析】A.NO中氮、氧元素的质量比为:14:16=7:8。A错误;B.NO2中氮、氧元素的质量比为:14:(16×2)=14:32=7:16。B错误;C.N2O中氮、氧元素的质量比为:(14×2):16=28:16=7:4。C正确;D.N2O3中氮、氧元素的质量比为:(14×2):(16×3)=28:48=7:12。D错误。故选C。
8.X、Y两元素的相对原子质量之比为7:2,由它们组成的某化合物中,X、Y两元素的质量比为21:8,则这种化合物的化学式为( )
A.XY2 B.X2Y3 C.X3Y4 D.X2Y
【答案】C
【解析】设化合物的化学式为XaYb,则元素X的相对原子质量为7M时,元素Y的相对原子质量为2M;化合物XaYb中X、Y两元素的质量比=(7M×a):(2Mxb)=7a:2b,根据题意:化合物中X、Y两元素的质量比为21:8,则有:7a:2b=21:8解得a:b=3:4,则这种化合物的化学式为X3Y4;故选C。
9.某元素(A)的相对原子质量为32,在其氧化物中,该元素的质量分数为50%,则该氧化物的化学式是()
A.A2O B.AO2 C.AO D.A2O2
【答案】B
【解析】某元素(A)的相对原子质量为32,在其氧化物中,该元素的质量分数为50%,则其氧化物中A元素和氧元素的质量比为50%:50%=1:1,则该氧化物的分子中A原子和氧原子的个数比为=:=1:2,则该氧化物的化学式为AO2。故选B。
10.某硝酸铵(NH4NO3)样品,测得其中含氮元素的质量分数为37%,则样品中可能含有的杂质是 ( )
A.NH4HCO3 B.(NH4)2SO4 C.NH4Cl D.CO(NH)2
【答案】D
【解析】NH4NO3氮元素的质量分数为×100%=35%<37%,故混入的化肥含氮量大于37%。A.碳酸氢铵的含氮量为:×100%≈17.7%,小于37%,故不符合题意;
B.(NH4)2SO4的含氮量为:×100%≈21.2%,小于37%,故不符合题意;
C.NH4Cl的含氮量为:×100%≈26.2%,小于37%,故不符合题意;
D.尿素的含氮量为:≈×100%≈46.7%,大于37%,故符合题意;故选:D。
11.某气体由CH4.C2H2.C2H4中的一种或几种组成,测得其中碳元素和氢元素的质量比为6:1,下列对该气体组成判断正确的是( )
A.该气体中一定含有C2H2 B.该气体中一定没有CH4
C.该气体中可能含有C2H2 D.该气体不可能同时含有CH4.C2H2.C2H4
【答案】C
【解析】A.若气体中只含有C2H4,则碳氢原子个数比为1:2,该气体中不一定有C2H2,错误;B.若是按分子个数1:1含CH4和C2H2,则能达到碳氢原子个数比是1:2,错误;C.由上分析该气体中可能含有C2H2,正确;D.由上分析可知该气体可能同时含有CH4.C2H2.C2H4,错误;故选:C。
12.下列化肥中,所含营养元素质量分数最大的是()
A.(NH4)2SO4 B.NH4HCO3 C.NH4NO3 D.CO(NH2)2
【答案】D
【解析】
A.硫酸铵中氮元素质量分数=×100%≈21.2;故选项错误;
B.碳酸氢铵中氮元素质量分数= ≈17.7%;故选项错误;C.硝酸铵中氮元素质量分数==35%;故选项错误;
D.尿素中氮元素质量分数= ≈46.7%;故选项正确;故选:D。
13.实验测得某氯元素的氧化物中,氯元素与氧元素的质量比为71:64,该氧化物中氯元素化合价( )
A.1 B.-1 C.+5 D.+4
【答案】D
【解析】氧化物中氯元素化合价为+x,再根据元素的化合价,书写出氯元素的氧化物的化学式为Cl2Ox,氯元素与氧元素的质量比为71:64,71:16x=71:64,x=4,氧化物中氯元素化合价为+4价,故选D。
14.某元素M的相对原子质量为32,M的氧化物中氧元素的质量分数为60%,则M在此氧化物中的化合价为( )
A.+6 B.+4 C.+2 D.+1
【答案】A
【解析】设M在此氧化物中的化合价为x,根据化合物中各元素化合价代数和为0,氧化物中氧元素化合价为-2价,可知x大于0,则该氧化物中氧元素与M的原子个数比为2:x,M的相对原子质量为32,M的氧化物中氧元素的质量分数为60%,则M的质量分数为1-60%=40%,M的质量分数=×100%=40%,x=+6,故则M在此氧化物中的化合价为+6价,故选A。
15.在NO、NO2.N2O5三种氧化物中,当氧元素质量相等时,则各物质的质量比( )
A.10:5: 4 B.150:115:108 C.108:80:87 D.12:8:9
【答案】B
【解析】因为10个NO分子、5个NO2分子、2个N2O5分子中氧原子的个数相等,氧元素的质量也相等;所以NO、NO2.N2O5的质量比=[10×(14+16)]:[5×(14+16×2)]:[2×(14×2+16×5)]=150:115:108;故选B。
16.要使SO2和SO3含有相同质量的氧元素,则SO2和SO3的质量比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】要使SO2和SO3含有相同质量的氧元素,则氧原子的个数应相等,3SO2和2SO3中氧原子个数相等,则SO2和SO3的质量比(3×64):(2×80)=6:5。故选:C。
17.若CO和CO2中所含氧元素的质量相等,则CO和CO2的质量比为( )
A.2:1 B.1:1 C.14: 11 D.11:14
【答案】C
【解析】CO和CO2的分子个数比为2:1时含有相同数目的O原子,即物质中含有相同质量的氧元素,当CO和CO2中含有相同质量的氧元素时CO和CO2的质量比为:(2×28):(1×44)=14:11;故选:C。
18.现有CO2和CO的混合气体10g,其中碳元素的质量分数为36%,则混合气体中CO2和CO的质量比为( )
A.1:1 B.7:2 C.11:14 D.5:3
【答案】C
【解析】由题意设一氧化碳质量为x,则二氧化碳质量为10-x,×100%=36%,求得x=5.6g,则二氧化碳为4.4g,因此二氧化碳与一氧化碳的质量比为11:14,答案选C。
19.在O2和CO2的混合气体中,碳元素的质量分数是24%,则O2和CO2的质量比是( )
A.2:5 B.3:1 C.3:22 D.8:11
【答案】C
【解析】混合气体中C.O元素质量比为:24%:76%=6:19,需要氧原子和碳原子的个数比为::1,根据O2和CO2的分子构成分析可知,需要O2和CO2的分子个数比为::1,所以O2和CO2的质量比是=(32×):(1×44)=3:22;故选A。
20.由CO和SO2组成的混合气体,测得其中碳元素的质量分数是24%,则该混合气体中硫元素的质量分数是( )
A.16% B.18% C.20% D.22%
【答案】D
【解析】根据CO中碳、氧元素的质量比=12:16和该混合气体中碳元素的质量分数是24%,可以计算CO中氧元素的质量分数为32%,SO2中碳、氧元素的质量比=32:16×2=1:1,再进一步判断该混合气中含SO2的质量分数为44%,该混合气体中硫元素的质量分数是22%。故选D。
21.甲醇的分子式是CH4O、有毒,服用过多可致人失明甚至致死。某甲醇水溶液中甲醇所含氢原子数与水所合氢原子数相等,则该溶液中甲醇的质量分数为()
A.36% B.47% C.50% D.64%
【答案】B
【解析】甲醇的分子式是CH4O,水的分子式为H2O,由甲醇所含氢原子数与水所含氢原子数相等可知,甲醇与水的分子数之比为1:2可满足题意,设甲醇分子n个,则水分子2n个,
则甲醇的质量分数为×100%≈47%,故选:B。
22.经测定,某混合气体中含有C.O两种元素,其中C元素的质量分数为20%。则关于该混合物组成的说法中,不正确的是()
A.可能由CO2.O2组成 B.可能由CO 、 O2组成
C.可能由CO2.CO、O2组 D.成可能由CO2 、CO组成
【答案】D
【解析】CO中碳元素的质量分数= ×100%,如果气体全部是CO,碳元素的质量分数应该为43%;CO2中C元素的质量分数= ×100%≈27%,如果气体全部是CO2,则碳元素的质量分数应该为27%;A.如果是CO2与O2混合,一个高于20%,一个低于20%,混合后碳元素只能在27%与0%之间,可以混合出20%,即这种情况可能,不符合题意;
B.如果是CO与O2混合,一个高于20%,一个低于20%,混合后碳元素只能在43%与0%之间,可以混合出20%,即这种情况可能,不符合题意;
C.三种气体同时存在,混合后碳元素只能在43%与0%之间,可以混合出20%,即这种情况可能,不符合题意;
D.如果是CO2与CO混合,那么碳元素的质量分数必然介于43%与27%之间,不包含20%,即这种情况不可能,符合题意。故选D。
23.足量的木炭在盛有氮气与氧气混合气体的密闭容器中充分燃烧后,生成CO和CO2,且测得反应后混合气体中碳元素的质量分数为12%,则反应后氮气的质量分数可能为( )
A.10% B.30% C.50% D.70%
【答案】D
【解析】设反应后混合气体的质量为100g,则其中碳元素12g,则原木炭质量为12g。假设木炭燃烧完全生成二氧化碳,由化学式求出生成的二氧化碳的质量为:12g÷ ×100%=44g,此时氮气的质量为100g-44g=56g,氮气的质量分数为: ×100%=56%;假设木炭燃烧全部生成一氧化碳,此时生成一氧化碳的质量为:12g÷ ×100%=28g,此时氮气的质量为100g-28g=72g,氮气的质量分数为: ×100%=72%;本题由于生成了CO和CO2,氮气的质量分数是在56%到72%之间,故选D。
24.在FeO、Fe2O3和CaCO3的混合物中,已知铁元素的质量分数为56%,则CaCO3的质量分数可能是()
A.10% B.30% C.25% D.35%
【答案】C
【解析】假设混合物共100g,极端假设。设混合物只有FeO和CaCO3,则含Fe56g,则与Fe结合的O应该是16g,余下的28g是CaCO3;同理若为Fe2O3和CaCO3的混合物,则含Fe56g,与Fe结合的O应该是24g,应该含CaCO3的质量为20g,所以碳酸钙含量介于20g和28g之间。则CaCO3的质量分数20%---28%之间。故选C。
【针对训练】
1.已知某气体可能由O2.CO、CO2中的两种或三种组成,实验测得其中碳、氧元素质量比为3:7,则该气体的组成情况不可能是()
A.O2和CO B.O2和CO2 C.CO和CO2 D.O2.CO、CO2
【答案】B
【解析】CO中C.O元素的质量比为12:16=3:4;CO2中C.O元素的质量比为12:(16×2)=3:8。因为3:8<3:7<3:4,所以该气体可能是一氧化碳与二氧化碳的混合物,还可能是一氧化碳与氧气的混合物,该可能是一氧化碳、二氧化碳与氧气的混合物。分析各选项可知,选项B不合题意。故选B。
2.原煤(含硫元素)在氧气中不完全燃烧会生成 CO、CO2和 SO2。SO2在空气中溶于雨水会形成酸雨。若测得 CO、CO2和 SO2的混合气体中碳元素的质量分数为24%,则其中 SO2的质量分数可能是()
A.10% B.30% C.50% D.70%
【答案】B
【解析】原煤(含硫元素)在氧气中不完全燃烧会生成CO、CO2和 SO2。若测得CO、CO2和 SO2的混合气体中碳元素的质量分数为24%,则其中SO2的质量分数可能是1.当混合气体全为CO和SO2时: CO的含量是:24%÷ ×100%=56%,SO2的含量=100%-56%=44%。2.当混合气体全为CO2和SO2:CO2的含量是:24%÷ =88%,SO2的含量=100%-88%=12%。所以SO2的质量分数在12%到44%之间。故选B。
3.由Na2SO4.Na2SO3和Na2S三种物质组成的混合物中,测得氧元素的质量分数为22%,则其中钠元素的质量分数为 ( )
A.无法确定 B.23% C.46% D.32.6%
【答案】C
【解析】由氧元素的质量分数为22%,混合物中共三种元素,则NA.S元素的质量分数之和为1-22%=78%,设钠元素的质量分数为x,则硫元素的质量分数为78%-x,由Na2SO4.Na2SO3.Na2S三种物质中存在固定组成Na2S,则=,解得x=46%,故选C。
4.在硫酸亚铁和硫酸铁的混合物中,硫元素的质量分数为22%,则混合物中铁元素的质量分数为( )
A.34% B.44% C.66% D.无法确定
【答案】A
【解析】在硫酸亚铁(FeSO4)和硫酸铁(Fe2(SO4)3)的混合物中,硫元素与氧元素质量比为1:2,则硫元素的质量分数为22%,则氧元素质量分数2×22%=44%,则铁元素质量分数=100%-22%-44%=34%;
故选:A。
5.由NaOH 和MgO组成的混合物,测得其中氧元素的质量分数为40%,则该混合物中NaOH 和MgO的质量比为()
A.1:2 B.2:1 C.1:1 D.任意比
【答案】D
【解析】分别计算出NaOH 和MgO中氧元素的质量分数:都是40%,所以按任意比混合,氧元素的质量分数都是40%,都是符合要求的。故选D。
6.已知由乙酸(CH3COOH)、葡萄糖(C6H12O6)和水(H2O)组成的混合物中氢元素的质量分数为a,则该混合物中氧元素的质量分数为()
A.1-9a B.1-8a C.12a D.8a
【答案】D
【解析】乙酸(CH3COOH)、葡萄糖(C6H12O6)、水(H2O)中,氢原子和氧原子的个数比均为2:1,则将乙酸(CH3COOH)和葡萄糖(C6H12O6)溶于水(H2O)得到混合溶液中氢元素和氧元素的质量比为(1×2):(16×1)=1:8;测得溶液中氢元素的质量分数为a,则氧元素的质量分数为8a。故选:D。
7.在FeO、Fe2O3.Fe3O4 3种物质组成的混合物,若它们所含铁元素与氧元素的质量比为21:8,这三种物质的质量比依次为()
A.9:20:8 B.20:9:8 C.6:9:8 D.10:8:9
【答案】A
【解析】因为Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为(56×3):(16×4)=21:8,则任意量都可满足混合物中铁、氧元素的质量之比为21:8;FeO和Fe2O3可写成形式FeO·Fe2O3,即Fe3O4,它们的分子个数的比应保持在1:1,即质量比为(56+16):(56×2+16×3)=9:20时,两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比也恰好为21:8。所以只要FeO和Fe2O3的质量比为9:20,Fe3O4为任意质量,三种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比为21:8,综合以上分析可知,A选项正确,符合题意。故选A。
8.有氧化镁和另一种金属氧化物组成的混合物共 4g,经测定其中含有氧元素 1.8g,则另一种金属氧化物是( )
A.Al2O3 B.CuO C.CaO D.Fe2O3
【答案】A
【解析】
A. Al2O3中氧元素的质量分数为: ×100%==47.1%>45%,此选项符合题意;
B. CuO中氧元素的质量分数为: ×100%= 20%<45%,此选项不符合题意;
C. CaO中氧元素的质量分数为: ×100%≈28.6%<45%,此选项不符合题意;
D. Fe2O3中氧元素的质量分数为: ×100%=30%<45%,此选项不符合题意。故选A。
9.常温常压时,由甲烷和另一种气体组成的混合物中,碳元素的质量分数为 80%,则另一种气体可能是()
A.CO B.H2 C.C2H2 D.CO2.
【答案】C
【解析】甲烷中,碳元素的质量分数=×100%=75%,由甲烷和另一种气体组成的混合物中,碳元素的质量分数为80%,则另一种气体中碳元素的含量大于80%。
A.CO中碳元素的质量分数= ×100%=42.9%,不合题意。
B.氢气不含碳元素,不合题意;
C.C2H2中碳元素的质量分数=×100%=92.3%,符合题意;
D.CO2中碳元素的质量分数= ×100%=27.3%,不符合题意;故选:C。
10.已知某种硝酸铵样品中混有不含氮元素的杂质,测得该硝酸铵样品中含氮元素的质量分数为28%,则样品中NH4NO3的质量分数为()
A.80% B.35% C.28% D.9.8%
【答案】A
【解析】已知某种硝酸铵样品中混有不含氮元素的杂质,测得该硝酸铵样品中含氮元素的质量分数为28%,则样品中NH4NO3的质量分数=28%÷=80%。故选A。
11.现有一包CaCO3和CaO的固体混合物。己知Ca元素与C元素的质量比是,则此混合物中Ca元素与O元素的质量比是()
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】混合物中只有CaCO3含有碳元素,设CaCO3中Ca的质量为x,=,x=,设CaCO3中O的质量为y,=,y=4, CaO中Ca的质量为5-=,设CaO中O的质量为w,=,w=,混合物中O的质量为4+=。此混合物中Ca元素与O元素的质量比是5:=15:14。故选B。
12.由二氧化硫和氧化镁组成的混合物中,硫元素的质量分数是35%,则混合物中氧化镁的质量分数为( )
A.30% B.40% C.60% D.70%
【答案】A
【解析】在二氧化硫和氧化镁组成的混合物中,只有二氧化硫中含有硫元素,硫元素的质量分数是35%,则混合物中二氧化硫的质量分数为:35%÷(×100%)=70%,则混合物中氧化镁的质量分数为:1﹣70%=30%.由上述计算可知,A符合题意。故选:A。
1