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第7节培优 混合物中元素的质量分数与分子个数比等
1．有质量相同的四种气体：①氮气、②氢气、③氧气、④二氧化碳。它们所含分子数由多到少的顺序是( )
A．①②③④ B．②③④① C．④③①② D．②①③④
【答案】D
【解析】分子个数之比等于的比值之比。
【解答】根据“分子个数之比等于的比值之比”可知，当气体的质量相同时，相对分子质量越小，则分子数越大。氮气的相对分子质量为28，氢气的相对分子质量为2，氧气的相对分子质量为32，二氧化碳的相对分子质量为44，则气体相对分子质量从小到大依次为：④③①②，那么所含分子数由多到少依次为：②①③④。
2．在由CO2和O2组成的混合气体中，测得碳元素的质量分数为20%，则混合气体中CO2和O2的质量比是( )
A．2∶1 B．1∶2 C．11∶4 D．11∶7
【答案】C
【解析】由于碳元素质量分数已知，且二氧化碳含有碳元素，而氧气不含，所以假设混合气体中CO2和O2的质量分别为x、y，依据混合气体中碳元素的质量分数列出比例式，计算二氧化碳中碳元素的质量，进而求算混合物中的两种物质的质量之比。
【解答】设混合气体中CO2质量为x，O2的质量为 y，
解得： x：y=11：4。
3．已知1个一氧化碳分子的质量为n kg，1个二氧化碳分子的质量为m kg，若以1个氧原子质量的作为标准，则一氧化碳的相对分子质量为( )
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】首先用二氧化碳分子的质量减去一氧化碳分子的质量得到氧原子的实际质量，再根据相对原子质量的定义计算一氧化碳的相对分子质量。
【解答】一个氧原子的实际质量为：（m-n）kg；
则一氧化碳的相对分子质量为：。
4．若1个二氧化硫分子的质量为n kg，1个三氧化硫分子的质量为m kg，若以1个硫原子质量的作为标准，则二氧化硫的相对分子质量为( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】首先将三氧化硫分子的质量与二氧化硫分子的质量得到硫原子的实际质量，再根据相对原子质量的定义计算二氧化硫的相对分子质量。
【解答】二氧化硫的化学式为SO2，三氧化硫的化学式为SO3，
一个氧原子的实际质量为：（m-n）kg；
那么硫原子的实际质量为：n-（m-n）×2=3n-2m；
则二氧化硫的相对分子质量为：。
5．（2022八下·浦江期末）在CO和CO2的混合气体中，碳元素与氧元素的质量比为5：12，则混合气体中一氧化碳和二氧化碳的分子个数之比为（ ）
A．1：4 B．2：3 C．3：2 D．4：1
【答案】A
【解析】先设出混合气体中一氧化碳和二氧化碳的分子个数，再根据碳元素与氧元素的质量比来列计算式，通过化简得到分子的个数之比．【解答】设混合气体中一氧化碳的分子个数为x，二氧化碳的分子个数为y，
根据碳元素与氧元素的质量比为5：12，则；
解得：；
即混合气体中一氧化碳和二氧化碳的分子个数比1：4
6．（2022八下·苍南竞赛）已知MgSO3和MgHPO4组成的混和物中含镁为18%，则含氧约为（ ）
A．18% B．30% C．58% D．无法确定
【答案】C
【解析】在化学式MgSO3中硫的相对原子质量为32，在MgHPO4中氢和磷相对原子质量的和是32，相当于硫，根据镁与硫的质量比可计算出硫的质量分数，即可计算出氧元素的质量分数。
【解答】在化学式MgSO3中硫的相对原子质量为32，在MgHPO4中氢和磷相对原子质量的和是32，相当于硫。
由于镁与硫的质量比是24：32=3：4，MgSO3和MgHPO4组成的混和物中含镁为18%，
所以硫的质量分数是：，所以含氧约为：1-18%-24%=58%。
7．葡萄糖溶液是将葡萄糖(化学式为C6H12O6)溶于水形成的。某温度下一定质量的葡萄糖溶液中氢元素的质量分数为10%，则该溶液中碳元素的质量分数为( )
A．5% B．10% C．25% D．60%
【答案】B
【解析】葡萄糖是一种碳水化合物，其中H、O元素质量比与水中H、O元素质量相同，据此可判断溶液中H、O元素质量比，可完成溶液中C元素质量分数的计算。
【解答】由葡萄糖和水的化学式可知，葡萄糖和水中氢元素与氧元素的质量比均为1：8，
所以葡萄糖溶液中氢元素的质量分数为10%，
则溶液中氧元素的质量分数为80%，
因此该葡萄糖溶液中碳元素的质量分数=1-80%-10%=10%。
8．（2022八下·柯桥期中）已知MgS，MgSO4，MgSO3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．(1-1.75a) % D．(1-2a)%
【答案】C
【解析】根据三者之间的共同点，把Mg、S和O元素的总质量作为一个整体进行分析，得出正确结论。【解答】MgS，MgSO4，MgSO3组成的混合物中，视为两部分MgS和氧元素组成，
Mg元素质量：S元素质量=24：32，
硫元素的质量分数为a%，则镁元素的质量分数为：；
则氧元素的质量分数为：1-a%-0.75a%=（1-1.75a）%；
9．（2022八下·诸暨期中）有一包含有杂质的硫酸铵【(NH4)2SO4】样品，经过分析可知其中氮元素的质量分数为 20%，那么可能含有的下列物质是（ ）
A．NH4HCO3 B．NH4NO3 C．CO(NH2)2 D．NH4Cl
【答案】A
【解析】先求出硫酸铵中氮元素的质量分数然后与20%比较，然后利用平均值法则解决并判断。
【解答】（NH4）2SO4的含氮量为：，因此混入的化肥应小于20%，
A.NH4HCO3的含氮量为：，小于20%，故A符合题意；
B.NH4NO3氮元素的质量分数为 ，大于20%，故B不合题意；
C.CO（NH2）2的含氮量为：，大于20%，故C不合题意；
D.NH4Cl的含氮量为：，大于20%，故D不合题意。
10．（2022八下·杭州月考）作为相对原子质量标准的碳－12可写成12C，1个12C原子质量为akg，1个12CS2分子质量为bkg，若以 12CS2分子中的1个硫原子质量的1/32作为相对原子质量标准，则 12CS2的相对分子质量是( )
A． B． C．32b(b－a) D．
【答案】A
【解析】首先将12CS2分子与12C进行比较，从而计算1个S原子质量，再根据相对分子质量的计算方法计算即可。【解答】由题意可知，12CS2分子中的1个硫原子质量为：；
根据相对原子质量的求法可知
12CS2的相对分子质量为：。
11．（2022八下·柯桥期中）已知一个SO2 分子的质量为a克，一个SO3分子的质量为b克，若以一个硫原子质量的1/32作为相对原子质量的标准，则SO2的相对分子质量为
【答案】32a/（3a-2b）
【解析】将两个分子进行比较，从而计算出硫原子的质量，然后再根据相对分子质量的定义计算即可。
【解答】比较可知，一个氧原子的质量为：b-a；
一个SO2的分子质量为ag，
则一个S原子的质量为：；
如果以一个硫原子质量的1/32作为相对原子质量的标准，
那么S原子的相对原子质量为32；
而氧原子的相对原子质量为：；
那么SO2的相对分子质量为为：。
12．（2022八下·绍兴期中）由MgS、MgSO3、NaHSO4组成的混合物中，硫元素的质量分数为a，则氧元素的质量分数为 。
【答案】
【解析】Na和H的相对原子质量恰好等于Mg，据此将化学式变形，从而将全部物质拆解为两部分，最后根据质量分数的计算方法完成计算即可。
【解答】根据等效原理，可以转化为MgS、MgSO3、MgSO4（相当于NaHSO4）组成，
则视为两部分MgS和氧元素组成，
硫元素的质量分数为a，则镁元素的质量分数为；
则氧元素的质量分数为：。
13．（2021八下·下城期末）某有机物CaHb的一个分子实际质量是m千克，其中的碳原子均为碳-12原子。已知碳-12原子实际质量是n千克，则该有机物的相对分子质量是 。若H原子全为质量数相同的原子，则一个H原子的实际质量是 千克。
【答案】；
【解析】（1）相对分子质量是分子的实际质量与碳原子质量的1/12的比值；
（2）有机物分子实际质量=碳原子的实际质量×个数+氢原子的实际质量×个数，据此列式计算即可。
【解答】（1）该有机物的相对分子质量为：；
（2）设一个H原子的实际质量为x，那么得到：m=n×a+bx，解得：。
14．（2021八下·杭州月考）在K2R2O7中（R代表某元素）含钾元素26.5%，氧元素38.1%，推算出R的相对原子质量是 ；甲、乙两种化合物都只含有X、Y两种元素．甲、乙两种化合物中X元素的质量分数分别为30.4%和25.9%．若已知甲的化学式为XY2，则乙的化学式为 。
【答案】52；X2Y5
【解析】（1）首先用1减去钾和氧的质量分数得到R的质量分数，再根据“相对原子质量之比等于元素质量与原子个数之比”计算出R的相对原子质量；
（2）由甲的化学式为XY2，可得其中X、Y原子个数比=1：2；根据甲、乙两种化合物中X元素的质量分数分别为30.4%和25.9%，可判断乙物质中X、Y原子个数比。
【解答】（1）R元素的质量分数：1-26.5%-38.1%=35.4%；
根据“相对原子质量之比等于元素质量与原子个数之比”得到：；
解得：x=52。
（2）设X、Y两种元素原子的相对原子质量分别为a和b，
则甲中X元素的百分含量为：，
解得：a=0.87b ①；
设乙的化学式为：XmYn，
则乙中X元素的百分含量为：②；
①②联立求解得到：m：n=2：5。
故乙的化学式X2Y5。
15．（2021八下·滨江期中）
（1）X、Y两种元素组成的化合物甲和乙，甲的化学式为X2Y3，其中Y元素的质量分数为50%，乙中X元素的质量分数为60%，则乙的化学式为 ；
（2）元素X的原子失去1个电子，元素Y的原子得到2个电子后，所形成的离子所带电子数均与氖原子相同，由X、Y两元素的离子形成的化合物的相对分子质量为 ；
（3）相同质量的H2O2和D2O（D即2H）中氢元素的质量比为 。
（4）某样品可能由铁、氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁中的一种或几种组成，现测得该样品中铁元素与氧元素的质量比是21:8；若该样品由两种物质混合而成，则一定不含 ；若该样品由三种物质混合而成，则一定含有 。
【答案】（1）XY
（2）62
（3）5:17
（4）Fe3O4；Fe2O3
【解析】（1）元素的质量分数=，据此列式推算两种原子的个数之比即可；
（2）根据氖的核外电子数分别推算X和Y的核外电子数，从而确定两种元素的名称，再根据得失电子情况确定离子的电荷数，从而写出化学式，计算出化合物的相对分子质量。
（3）氢元素的质量=物质质量×氢元素的质量分数，然后作比即可；
（4）分别计算出各种物质中铁和氧元素的质量之比，然后与样品中的二者质量之比进行比较，从而确定物质的种类。
【解答】（1）甲的化学式为X2Y3，其中Y元素的质量分数为50%，
则；
解得：Y：X=2：3；
设乙的化学式为XnYm，乙中X元素的质量分数为60%，
则；
；
解得：n：m=1：1；
则乙的化学式为XY。
（2）氖原子的核外电子数为10，那么X的核外电子数为：10+1=11，该元素为Na；
Y的核外电子数为：10-2=8，该元素为O；
元素X的原子失去1个电子，则它的化合价为+1价；
元素Y的原子得到2个电子后，则它的化合价为-2价；
因此两种元素组成的化合物的化学式为Na2O；
则相对分子质量为：23×2+16=62.
（3）设它们的质量都是m，
那么氢元素的质量之比为：；
（4）氧化亚铁FeO中铁和氧的质量之比：56：16=7：2=21：6；
氧化铁Fe2O3中铁和氧的质量之比：（56×2）：（16×3）=21：9；
四氧化三铁Fe3O4中铁和氧的质量之比：（56×3）：（16×4）=21：8；
四氧化三铁Fe3O4中铁和氧的质量之比恰好等于混合物中两种元素之比，它与任何一种物质混合，都会使比值发生改变，因此若该样品由两种物质混合而成，则一定不含Fe3O4；
如果该样品由三者物质混合而成，那么可能为：
①Fe3O4、Fe2O3和FeO；
②Fe3O4、Fe2O3和Fe；
③Fe2O3、FeO和Fe，
则一定含有Fe2O3。
16．（2021八下·义乌期中）已知在C2H4、C2H4O和C2H4O6组成的混合物中，经分析发现含氧元素的质量分数为M％，则混合物中氢元素的质量分数是多少？面对这类的题目，我们可以对抽象的问题进行理想化处理。我们把此混合物放入一容器，那么在此容器中便存在大量构成这三种物质的分子：a个C2H4分子，b个C2H4O分子，c个C2H4O6分子。现在我们需取出三个分子，随机的结果有：
①一个C2H4分子，一个C2H4O分子，一个C2H4O6分子；
②一个C2H4分子，二个C2H4O分子；
③一个C2H4O分子，二个C2H4O6分子……
（1）我们来看这三种情况，我们发现，无论怎么组合 (填两种元素名 称)的原子个数比为一定值，且这两种元素所占总物质的质量分数可表示为 ，且碳元素的质量分数可表示为 。
（2）拓展：已知在NaHS、MgSO4和NaHSO3组成的混合物中，含硫40％，则氧元素的质量分数为 。
【答案】（1）碳、氢；1－M%； （2）30%
【解析】（1）根据三者的化学式确定哪两种元素的原子个数之比保持定值，并根据“元素质量之比等于相对原子质量和个数的乘积之比”计算出它们的质量分数之比。碳、氢、氧三者的质量分数之和等于1，据此计算出碳元素的质量分数即可。
（2）由于Na和H的相对原子质量的和等于Mg的相对原子质量，抛开元素仅从数字的角度来看，“NaH”与Mg相等，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，可看作其相对原子质量为24）。那么，这样处理后混合物就相当于是由AS、ASO4、ASO3组成的了，然后在利用（1）中的方法计算即可。
【解答】（1）根据它们的化学式 C2H4、C2H4O和C2H4O6 可知，
无论怎么组合，碳、氢的原子个数比为一定值：4：2=1：2，
即两者质量比为（12×1）：（1×2）=6：1；
那么两者的质量分数之比为6：1；
由于混合物中含氧元素的质量分数为M%，
则碳、氢两种元素所占总物质的质量分数可表示为1-M%，
则碳元素的质量分数：。
（2）由于Na和H的相对原子质量和等于Mg的相对原子质量，
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）。
其中A、S质量比为24：32=3：4；
硫的质量分数为40%，
设A的质量分数为x，则有24：32=x：40%，
解得：混合物中A的质量分数x=30%；
氧的质量分数为：1-40%-30%=30%。
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第7节培优 混合物中元素的质量分数与分子个数比等
1．有质量相同的四种气体：①氮气、②氢气、③氧气、④二氧化碳。它们所含分子数由多到少的顺序是( )
A．①②③④ B．②③④① C．④③①② D．②①③④
2．在由CO2和O2组成的混合气体中，测得碳元素的质量分数为20%，则混合气体中CO2和O2的质量比是( )
A．2∶1 B．1∶2 C．11∶4 D．11∶7
3．已知1个一氧化碳分子的质量为n kg，1个二氧化碳分子的质量为m kg，若以1个氧原子质量的作为标准，则一氧化碳的相对分子质量为( )
A． B． C． D．
4．若1个二氧化硫分子的质量为n kg，1个三氧化硫分子的质量为m kg，若以1个硫原子质量的作为标准，则二氧化硫的相对分子质量为( )
A． B． C． D．
5．（2022八下·浦江期末）在CO和CO2的混合气体中，碳元素与氧元素的质量比为5：12，则混合气体中一氧化碳和二氧化碳的分子个数之比为（ ）
A．1：4 B．2：3 C．3：2 D．4：1
6．（2022八下·苍南竞赛）已知MgSO3和MgHPO4组成的混和物中含镁为18%，则含氧约为（ ）
A．18% B．30% C．58% D．无法确定
7．葡萄糖溶液是将葡萄糖(化学式为C6H12O6)溶于水形成的。某温度下一定质量的葡萄糖溶液中氢元素的质量分数为10%，则该溶液中碳元素的质量分数为( )
A．5% B．10% C．25% D．60%
8．（2022八下·柯桥期中）已知MgS，MgSO4，MgSO3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．(1-1.75a) % D．(1-2a)%
9．（2022八下·诸暨期中）有一包含有杂质的硫酸铵【(NH4)2SO4】样品，经过分析可知其中氮元素的质量分数为 20%，那么可能含有的下列物质是（ ）
A．NH4HCO3 B．NH4NO3 C．CO(NH2)2 D．NH4Cl
10．（2022八下·杭州月考）作为相对原子质量标准的碳－12可写成12C，1个12C原子质量为akg，1个12CS2分子质量为bkg，若以 12CS2分子中的1个硫原子质量的1/32作为相对原子质量标准，则 12CS2的相对分子质量是( )
A． B． C．32b(b－a) D．
11．（2022八下·柯桥期中）已知一个SO2 分子的质量为a克，一个SO3分子的质量为b克，若以一个硫原子质量的1/32作为相对原子质量的标准，则SO2的相对分子质量为
12．（2022八下·绍兴期中）由MgS、MgSO3、NaHSO4组成的混合物中，硫元素的质量分数为a，则氧元素的质量分数为 。
13．（2021八下·下城期末）某有机物CaHb的一个分子实际质量是m千克，其中的碳原子均为碳-12原子。已知碳-12原子实际质量是n千克，则该有机物的相对分子质量是 。若H原子全为质量数相同的原子，则一个H原子的实际质量是 千克。
14．（2021八下·杭州月考）在K2R2O7中（R代表某元素）含钾元素26.5%，氧元素38.1%，推算出R的相对原子质量是 ；甲、乙两种化合物都只含有X、Y两种元素．甲、乙两种化合物中X元素的质量分数分别为30.4%和25.9%．若已知甲的化学式为XY2，则乙的化学式为 。
15．（2021八下·滨江期中）
（1）X、Y两种元素组成的化合物甲和乙，甲的化学式为X2Y3，其中Y元素的质量分数为50%，乙中X元素的质量分数为60%，则乙的化学式为 ；
（2）元素X的原子失去1个电子，元素Y的原子得到2个电子后，所形成的离子所带电子数均与氖原子相同，由X、Y两元素的离子形成的化合物的相对分子质量为 ；
（3）相同质量的H2O2和D2O（D即2H）中氢元素的质量比为 。
（4）某样品可能由铁、氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁中的一种或几种组成，现测得该样品中铁元素与氧元素的质量比是21:8；若该样品由两种物质混合而成，则一定不含 ；若该样品由三种物质混合而成，则一定含有 。
16．（2021八下·义乌期中）已知在C2H4、C2H4O和C2H4O6组成的混合物中，经分析发现含氧元素的质量分数为M％，则混合物中氢元素的质量分数是多少？面对这类的题目，我们可以对抽象的问题进行理想化处理。我们把此混合物放入一容器，那么在此容器中便存在大量构成这三种物质的分子：a个C2H4分子，b个C2H4O分子，c个C2H4O6分子。现在我们需取出三个分子，随机的结果有：
①一个C2H4分子，一个C2H4O分子，一个C2H4O6分子；
②一个C2H4分子，二个C2H4O分子；
③一个C2H4O分子，二个C2H4O6分子……
（1）我们来看这三种情况，我们发现，无论怎么组合 (填两种元素名 称)的原子个数比为一定值，且这两种元素所占总物质的质量分数可表示为 ，且碳元素的质量分数可表示为 。
（2）拓展：已知在NaHS、MgSO4和NaHSO3组成的混合物中，含硫40％，则氧元素的质量分数为 。
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