混合物中某元素质量分数的求解方法归纳

混合物中某元素质量分数的求解方法归纳

河北省宣化县第一中学栾春武

混合物中某元素质量分数的求解在历年的高考或竞赛中频频出现，命题者为了考查考生分析问题和解决问题的能力，常常将一些重要的信息隐含在题目当中，导致考生不能领会题意，从而造成解题错误或冗繁，甚至认为题目的条件不足而束手无策。现就将混合物中常见的几种隐含信息题做一分析。供同学们复习时参考：

一、个数比相同法

【例题1】（2009年全国高考卷）现有乙酸和两种链状单烯烃的混合物，若其中氧的质量分数为a，则碳的质量分数是( )。

A. 1/7(1－a)

B. 3/4a

C. 6/7(1－a)

D. 12/13(1－a)

解析：乙酸的化学式为C 2H4O2，而单烯烃的通式为C n H2n，从化学式可以发现两者中，C与H之间的数目比为1:2，质量比为6:1，碳氢的质量分数总共为1－a，知碳占6/7(1－a)。

答案：C

【例题2】由Na2S、Na2SO3、Na2SO4三种物质组成的混合物中，已知S元素的质量分数为％，则O元素的质量分数为( )。

A．％B．％C．％D．无法确定

解析：观察这三种物质的化学式不难发现，不管这三种物质按什么样的比例混合，其Na : S（原子个数比）＝ 2 : 1是个定值，那么Na : S（质量比）＝23 : 16也是个定值，因为ω(S)＝％，所以ω(Na)＝23/16×％＝％，故

ω(O) ＝1－ω(S)－ω(Na) ＝1－％－％＝％

答案：B

【例题3】在苯和苯酚组成的混合物中，碳元素的质量分数为90％，则混合物中氧元素的质量分数为( )。

A．％B．5％ C．％D．％

解析：苯、苯酚的分子式分别为：C6H6、C6H6O，观察分析知不论C6H6和C6H6O按何种物质的量比混合，碳元素和氢元素的质量比都是12 : 1，因此有：

H％＝1/12C％＝90/12％＝％O％＝1－90％－％＝％

答案：A

【例题4】由FaSO4和Fa2 (SO4)3两种物质组成的混合物中，已知S元素的质量分数为a％，则Fa元素的质量分数为( )。

A．1－a％B．2a％C．1－3a％D．无法确定解析：由化学式分析知：S : O（原子个数比）＝ 1 : 4，则S : O（质量比）＝ 1 : 2，因为ω(S) ＝a％，则ω(O) ＝2a％，故

ω(Fa) ＝1－ω(S)－ω(O) ＝1－a％－2a％＝1－3a％

答案：C

【例题5】由MgSO4、Fa2 (SO4)3、K2SO4三种物质组成的混合物中，测得其中S元素的质量分数为a％，则混合物中金属元素的质量分数为( )。

A．1/3(100－a)％ B．1/3(100－3a)％C．2/3(100－a)％ D．(100－3a)％

解析：观察这三种物质的化学式不难发现，不管这三种物质按什么样的比例混合，硫原子与氧原子的个数比总是1 : 4，即S : O（原子个数比）＝ 1 : 4，则S : O（质量比）＝ 1 : 2，因为ω(S) ＝a％，则ω(O) ＝2a％，所以混合物中金属元素（Mg、Fa、K）的质量分数为：1－a％－2a％＝1－3a％＝(100－3a)％

答案：D

二、最简式相同法

【例题6】将20 g C2H2气体通入40 g 和60 g 的混合液中，其H元素的质量分数为( )。

A．％B．％C．20％D．无法确定

解析：从C2H2、（C6H6）、和（C8H8）的化学式可知：这三种物质的最简式相同，都是CH，我们知道，最简式相同的物质，无论其以何种比例混合，其混合物中C、H元素的质量比为定值，即C、H元素的质量分数为定值。则有：ω(H) ＝m(H)/m(CH)×100％＝1/(12+1)×100％＝％

答案：A

【例题7】把a L甲醛气体溶于b g 乙酸中，再加入c mol 果糖，形成混合物W，另把d mL 甲酸甲酯与E g 葡萄糖均匀混合，形成混合物M，取x g的W和Y mL 的M 相混合得Q，则Q中碳（C）的质量分数为( )。

A．20％B．30％C．40％D．无法确定

解析：本题给出了多组数据，究其本质，可以发现题中涉及甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、果糖（C6H12O6）、甲酸甲酯（C2H4O2）葡萄糖（C6H12O6）等五种物质，其中乙酸和甲酸甲酯，葡萄糖和果糖分别是同分异构体，实际上这些物质的分子式只有三种，即分别为CH2O、C2H4O2、C6H12O6，其最简式都为CH2O，因此这五种物质无论以何

种比例混合，其质量分数为一定值。故：

ω(C) ＝m(C)/m(CH2O)×100％＝12/12+2+16)×100％＝40％

答案：C

三、相对分子质量相同法

【例题8】甲苯(C7H8)和甘油（C3H8O3）组成的混合物中，若C元素的质量分数为60％，则H元素的质量分数为( )。

A．50％B．％C．％D．无法计算

解析：从甲苯(C7H8)和甘油（C3H8O3）的化学式中知：每个分子中均含有8个氢原子，且两者相对分子质量均为92，故：ω(H) ＝8/92×100％＝％

答案：C

【例题9】已知：(NH4)2SO4和(NH4)2HPO4的混合物中，N元素的质量分数为％，则O元素的质量分数为( )。

A．％B．％C．81％D．无法计算

解析：从(NH4)2SO4和(NH4)2HPO4的化学式中知：每个分子中均含有2个氮原子，且二者的相对分子质量均为132，故：ω(O) ＝4×16/132×100％＝％

答案：B

【例题10】有一含NaHS、MgS和MgSO4三种物质的混合物，若其中ω(S)为％，则ω(O)为( )。

A．％B．％C．％D．无法计算

解析：从题中可知：在NaHS中，每个S结合一个H和一个Na，式量为24，与Mg 的相对原子质量相同，都是24，故可把NaH看作Mg，则ω(Mg) ＝24/32×％＝％,故：ω(O) ＝1－ω(S)－ω(Mg) ＝％.

答案：A

四、部分化学式相同法

【例题11】某甲醛（HCHO）溶液中氢元素的质量分数为10％，则碳元素的质量分数是多少

解析：分析甲醛的化学式HCHO，发现其中H、O原子个数比为2 : 1，与构成水分子（H2O）中H、O原子个数比相同，于是可将甲醛的化学式写成C(H2O)，由此可虚拟出HCHO和H2O构成的溶液的化学式为C m(H2O)n。

因为ω(H)＝10％，则ω(H2O) ＝ω(H)×18/2 ＝90％，

故ω(C) ＝ω(C)m＝1－ω(H2O) ＝1－90％＝10％。

答案：碳元素的质量分数是10％。

【例题12】乙炔、苯和乙醛的混合物，其中C元素的质量分数为72％，则O元素的质量分数为( )。