化学计算(有关混合物质量分数)难题精析

化学计算专题

混合物中元素质量分数的一种快捷求法

从由氢氧化钙[Ca(OH)2]与氢氧化钠（NaOH）所组成的均匀混合物中取出少量样品，测知氢、钙的质量分数分别为1/38、20/57。试求原混合物中氧和钠的质量分数各为多少

这是一类典型的求混合物中元素质量分数的化学练习题，若不抓住问题的实质，找到与问题有密切关系的因素，而直接去纠缠氢与钙的质量分数，以期求得氧和钠的质量分数，则很难如愿以偿。应该注意到钙、钠在原混合物中是互不相干的两个孤立元素，只有氢和氧不论在Ca(OH)2还是在NaOH中，其质量比才恒定为1∶16（即氢、氧的质量分数之比也为1∶16，并且不随混合物中各物质的质量变化而变化）。再由题给条件氢在原混合物中的质量分数为1/38可知道氧的质量分数为16/38=8/19，最后即可求得原混合物中钠的质量分数为1-（1/38+20/57+8/19）=23/114。

答：原混合物中氧和钠的质量分数各为8/19、23/114。

因此，我们可以为此类求混合物中元素质量分数的问题总结出一种快捷的解题方法：

1、找出混合物里各物质中不随组成的改变而改变质量比的那几种元素；

2、根据比例关系及已知元素的质量分数便可十分顺利地求得其它元素的质量分数。

例如，在由硫化钠、亚硫酸钠和硫酸钠所组成的混合物中，已知硫元素的质量分数为16%，求氧元素的质量分数。

解：不难看出在Na2S、Na2SO3和Na2SO4中，钠和硫的质量比（46∶32）不随组成的变化而变化。因为硫元素的质量分数为已知（16%），所以可设钠元素的质量分数为x，于是有：x∶16%=46∶32，解得x=23%。那么，氧元素的质量分数=1-（16%+23%）=61%

例：由Na2S、Na2SO3、Na2SO4组成的混合物中，已知钠元素的质量分数为46%，则混合物中氧元素的质量分数为（）

A．11%B．22%C．38%D．33%

分析：根据所给物质的化学式进行分析，可以发现，在这三种物质中，钠元素与硫元素的原子个数比为2：1，也就是钠元素和硫元素的质量比是定值，从而确定氧元素的质量分数．

解析：在这三种物质中，钠元素与硫元素的原子个数比为2：1，也就是钠元素和硫元素的质量比是定值：46:32，所以若钠元素的质量分数是46%，则硫元素的质量分数为32%，故氧元素的质量分数为：1-46%-32%=22%，观察选项，可以知道选项B正确．

例：在由Na2S、Na2SO3、Na2SO4组成的固体混合物中，已知硫元素的质量分数为%．则氧元素的质量分数为（）

A．%B．%C．%D．无法计算

分析：根据所给物质的化学式进行分析，可以发现，在这三种物质中，钠元素与硫元素的原子个数比为2：1，也就是钠元素和硫元素的质量比是定值，根据硫元素的质量分数为%计算钠元素的质量分数，氧元素的质量分数为1-ω（Na）-ω（S），从而确定氧元素的质量分数．

解：在这三种物质中，钠元素与硫元素的原子个数比为2：1，也就是钠元素和硫元素的质量比是定值为46：32，硫元素的质量分数为%，所以钠元素的质量分数是%×46/32=%，故氧元素的质量分数为：%%=%．故选：B．

例：某混合物中含有Na2SO4和Al2（SO4）3，经实验测知，其中硫元素的质量分数为25%，则该混合物中铝元素的质量分数为______________

解：假设混合物的质量为100g，设Na2SO4的质量为x，则Al2（SO4）3的质量为100g-x，

Na2SO4中硫元素的质量分数为：32/142×100%≈%，

Al2（SO4）3中硫元素的质量分数为：96/342×100%≈%，

∴%x+%×（100-x）=100×25%，

解之得：x≈，则Al2（SO4）3的质量为=；

Al2（SO4）3中铝元素的质量分数为：54/342×100%≈%，

则该混合物中铝元素的质量分数为：*%/100 )×100%≈7%．

故答案为：7%．

在下列三组固体混合物：

①Na2O2（过氧化钠）、NaOH的混合物，其中Na的质量分数是58%；

②FeSO4和Fe2（SO4）3的混合物，其中Fe的质量分数是31%；

③Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物，其中S的质量分数是%．

则固体混合物中含氧元素的质量分数最高的一组是②，为46%；其次的一组是①，为40%；最低的一组是③，为分析：①Na2O2（过氧化钠）、NaOH的混合物中钠原子与氧原子个数比为1：1，则该混合物中两元素质量比为23：16；②FeSO4和Fe2（SO4）3的混合物，硫元素与氧元素的原子个数比为1：4，则混合物中两元素的质量比为32：64；③Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物中钠原子与硫原子的个数比为2：1，则该混合物中两元素的质量比为46：32．

解：

①Na2O2（过氧化钠）、NaOH的混合物中钠原子与氧原子个数比为1：1，所以其中Na的质量分数是58%时，O的质量分数为58%×16/23≈40%；

②FeSO4和Fe2（SO4）3的混合物，其中Fe的质量分数是31%，则混合物硫酸根的质量分数为1-31%=69%，因此混合物中O的质量分数为69%×64/96=46%；

③Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物中钠原子与硫原子的个数比为2：1，所以其中S的质量分数是%时，Na 的质量分数为%×46/32=%，则固体混合物中含氧元素的质量分数=%%=%；

故答案为：②，46；①，40；③，．

课堂练习：

1．FeSO4与Fe2(SO4)3的混合物中已测知含硫元素为a%。求此混合物中含铁元素的质量分数。

2．某种Na2S、Na2SO3、Na2SO4的混合物，测得其中含硫24%，求混合物中氧元素的质量分数。

3．有一包由FeSO4和Fe2(SO4)3组成的混合物，测知铁的质量分数为31%，求混合物中硫元素的质量分数。4．在FeO、Fe2O3、Fe3O4三种化合物中，等质量的铁元素结合的氧元素的质量比（）∶9∶8 ∶8∶9 C.2∶3∶6 ∶3∶4

5．某Na2S、Na2SO3（亚硫酸钠）和Na2SO4的混合物中，硫元素的质量分数为32%，则此混合物中氧的质量分数为（）。

% % % %

6．某化合物由Na、S、O三种元素组成的，其钠元素在化合物中的质量分数为%，硫元素在化合物中的质