专题六-有关化学式的计算.doc

专题六-有关化学式的计算

有关化学式的计算
［知识网络］

［典例剖析］
　　例1、最近，科学家研究确认，一些零食特别是油炸食品含有致癌物质丙烯酰胺（C3H5ON）。丙烯酰胺的相对分子质量__________，碳、氢、氧、氮元素的质量比为__________，氮元素的质量分数为__________。
　　解析：单纯计算熟悉物质的相对分子质量、各元素质量比和元素质量分数的题目已被中考淘汰，取而代之的是以这类计算作为传播最新科技、最新发现或普及健康知识等内容的载体。背景材料只需大致了解，关键是提取解题的有效信息——丙烯酰胺的化学式（C3H5ON）。在计算中注意所给元素的顺序、数准各原子的数目，并保证计算准确。
　　C3H5ON的相对分子质量：12×3＋1×5＋16＋14＝71
C3H5ON中碳、氢、氧、氮四种元素的质量比＝12×3∶1×5∶16∶14＝36∶5∶16∶14
　　C3H5ON中氮元素的质量分数： ×100％＝19.7％
　　答案：71；36∶5∶16∶14；19.7%
　　例2、为了消除碘缺乏病，我国政府规定居民的食用盐必须是加碘盐。碘盐就是在食盐中加入一定量的碘酸钾（KIO3）。1000g碘盐中约含0.02g碘。（相对原子质量：K－39　 I－127　 O－16）
　　（1）__________g碘酸钾中含有0.02g碘。（保留小数点后3位）
　　（2）成人每天约需1.5×10-4g碘，假设这些碘是从碘盐中摄取的，成人每天需要食用碘盐______g。
　　解析：
　　碘盐中碘元素的质量＝碘盐中碘酸钾的质量×碘酸钾中碘元素的质量分数
　　（1）碘酸钾中碘元素的质量分数为： ×100％＝59.3％
　　　　 需碘酸钾的质量为：0.02g／59.3％＝0.034g
　　（2）需要食用碘盐的质量为：1.5×10－4g／x＝0.02g／1000g　　 x＝7.5g
　　答案：（1）0.034　 （2）7.5
　　例3、研究表明，Al3+在人体内会阻止小肠壁对磷的吸收，使血液和其它组织内磷的含量减少，造成记忆力减退，免疫功能下降，被世界卫生组织确定为食品污染源之一。营养学家指出每天铝的安全摄入量为每千克体重0.7mg。请回答下列问题：
　　（1）传统食品加工过程中，一般在1kg面粉中加入1g明矾（已知：明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，其相对分子质量是474；1g = 1000mg）。试求：
　　①1g明矾中含铝元素__________mg；
　　②该200g食品中含铝元素__________mg；
　　③体重为50kg的某同学一天食用该食品150g，他摄入的铝量______（选填“已”或“未”）超过安全摄入量。
　　（2）为降低铝的摄入量，请你提出两条建议。
　　①________________________________________________________
　　②__________________________________________________________
　　解析：
　　此题由混合物的质量求其中某一元素的质量，计算步骤如下：①求混合物中明矾的质量；②求明矾中铝元素的质量分数；③求铝元素的质量。
　　总计算式为：油条中铝元素的质量＝油条的质量×混合物中明矾的质量分数×明矾中铝元素的质量分数。为降低铝的摄入量，可从食品、炊具、容器、铝资源的合理开发等方面考虑。
　　答案：
　　（1）明矾晶体中铝元素的质量分数是： ×100％＝5.7％。则：
　　　　 ①1g明矾中含铝元素质量为：1g×5.7％＝5.7×10－2g＝57mg；
　　　　 ②200g食品中含铝元素质量为
　　　　 ③体重为50kg的某同学，一天食用该食品150g，他摄入铝元素的质量为 与安全摄入量相比： ＝0.17mg／kg＜0.7mg／kg。没有超过安全摄入量。
　　（2）①生活中减少铝制品的使用；
　　　　 ②少喝易拉罐饮料（其他合理答案均可）。
　　例4、只含铜、氧两种元素的固体样品9.0克，测得其中含铜元素的质量为8.0克。已知铜的氧化物有CuO和Cu2O，下列说法正确的是（　 ）
　　A．固体样品的组成只有2种情况 　　　
　　B．固体样品一定是CuO与Cu2O的混合物
　　C．固体样品可能是Cu2O　　　　　　
　　D．若固体样品由两种物质组成，则其中一种质量分数为4/9
　　解析：
　　此题给定元素的质量，推测物质的组成。解题关键在于寻找元素的质量与原子个数之间的关系。 与原子个数之间存在等比例关系。由题意，铜元素质量为8.0g，则固体样品中氧元素质量为1.0g，则铜、氧原子个数比为 ，即固体样品中铜、氧元素的平均组成为Cu2O。可能为纯净物Cu2O，也可能是Cu和CuO或Cu、Cu2O、CuO，但不可能是CuO与Cu2O两种物质组成的混合物。
　　如固体样品是由两种物质组成，则为Cu和CuO的组合。设固体样品中Cu的质量为x，则CuO的质量为（9.0g－x），由题意，x＋（9.0g－x）× ＝8.0g，x＝4g，即Cu在固体样品中的质量分数为 。
　　答案：CD
　　例5、劣质奶粉因蛋白质含量偏低而严重影儿童的发育成长。蛋白质是生命的物质基础，在人体内降解为氨基酸。儿童生成必需的10种氨基酸中有一种叫精氨酸，其化学式为：C6H14O2N4 请计算：
　　（1）精氨酸的相对分子质量为__________。
　　（2）精氨酸中碳、氢、氧、氮元素的质量比为__________。
　　解析：
　　此题给定化学式，求组成中各元素的质量比。解题的关键是抓住相对原子质量和原子个数两个量。解题步骤是：①确定化学式中所有的组成元素以及每一种元素的原子个数（相同元素的原子个数应合并）；②将每一种元素的相对原子质量×原子个数比，即得各元素的质量比（应注意组成元素与质量比例位置一致）。
　　精氨酸中碳、氢、氧、氮元素的质量比为：12×6∶1×14∶16×2∶14×4＝36∶7∶16∶28。
　　答案：（1）174　 （2）36∶7∶16∶28
　　例6、青少年应“珍爱生命，远离毒品”。海洛因是一种常见毒品，其元素质量分数分别为：C：68.29%，H：6.23%，O：21.68%，其余为氮。若已知其相对分子质量不超过400，则一个海洛因分子中氮原子个数为（　 ）
　　A．3 　　B．1 　　C．2 　D．4
　　解析：
　　此题通过原子个数比或元素质量比推导纯净物的化学式，关键在于掌握解题方法。确定纯净物的化学式，最根本的就是确定组成元素和原子个数（比），通过组成元素质量比或元素的质量分数进行分式变换，转换成原子个数（比），可推测化学式。
　　关系如下：

　　也可以用公式变换为：某一种元素的原子个数＝ ，即一个海洛因分子中氮原子个数≤ ≈1。
　　答案：B
　　例7、常温下，某气体可能是由SO2、CO、N2中的一种或几种组成，测得该气体中氧元素的质量分数为50%，则该气体可能为下列组成中的（　 ）
　　① SO2　 ②SO2、CO　 ③SO2、N2　 ④CO、N2　 ⑤SO2、CO、N2
　　A．①②③　　　 B．②③⑤　　　 C．①②⑤　　　 D．①④⑤
　　解析：
　　此题给定混合物中某元素的质量分数，推测混合物的组成。可采用平均值法，即某个平均量M由若干个量决定时，如果若干个量中最小量为M1，最大量为M2，则其平均值M一定在M1与M2之间，即M1＜M＜M2。此题中50％是混合气体中氧元素的质量分数的平均值，且SO2中氧元素的质量分数正好为50％，则如果含CO（氧元素质量分数大于50％）就一定含N2；而不可能出现SO2与N2或SO2与CO的组合。
　　答案：D
　　例8、某混合气体，经分析只含碳、氧两种元素，且氧元素与碳元素的质量比大于8∶3。则混合气体的组成不可能是（　 ）
　　A．CO2和O2　　　B．CO和O2　　　 C．CO和CO2　　 D．CO、CO2和O2
　　解析：
　　CO气体中氧元素与碳元素的质量比为
　　CO2气体中氧元素与碳元素的质量比为
　　要保证氧元素与碳元素的质量比大于8∶3，混合气体中必须含有O2，则选项A、B、D均有可能，只有C选项不可能（C选项中两元素质量比介于 之间）。
　　答案：C
　　［名题热身］
1、相同条件下，等质量的下列物质中氯元素质量最大的是（　 ）
　　A．氯化钠固体　　B．氯化钠饱和溶液　 C．氯化钾固体　　D．氯化钾饱和溶液
2、在由CO2和O2组成的混合气体中，测知碳元素的质量分数为20％，则混合气体中CO2和O2的质量比为（　 ）
A．2∶1　　　　B．1∶2　　C．11∶4 　　D．11∶7
3、我国最新研制的高温超导材料氮化硼，经测定该材料中两种元素的原子个数比为1∶1，其化学式为（　 ）
　　A．BN　 　B．N2B　 　　C．B3N2　 　　D．B2N3
4、金属R只有一种化合价，相对原子质量为70，其硫酸盐相对分子质量为428，则R的磷酸盐的相对分子质量为(提示：磷酸根离子PO43-)（　 ）
XX修正液主要成分：
甲基环己烷（C6H11CH3）
钛白粉、合成树脂
净含量：18g
通过ISO9001国际质量体系认证
　　A．165 　　　B．231 　　　C．336 　　　　　　 D．无法计算
5、下图是小杰使用的修正液包装标签的部分文字，这种修正液中甲基环己烷的相对分子质量是__________，假若其中甲基环己烷的质量分数是75％，则含甲基环己烷的质量为__________g。
6、用KCl和KH2PO4固体配制钾元素、磷元素、水的质量比为78∶3l∶10000的植物生长营养液，所耗用的KCl和KH2PO4的质量比为__________。
7、金属M的样品中含有不与稀硫酸反应的杂质，取样品30g投入适量的稀硫酸中恰好完全反应，生成MSO4和2g H2，测知MSO4中硫、氧两种元素的质量分数为80%，则样品中M的质量分数为（　 ）
　　A．90％ 　　　B．10％ 　　　　　 C．80％ 　　　　　　 D．54％
8、水果中含有柠檬酸，可促进消化。柠檬酸的化学式为C6H8O7。
　　⑴柠檬酸的相对分子质量为__________；
　　⑵柠檬酸中的碳、氢、氧三种元素的质量比为（化成最简整数比）__________；
　　⑶柠檬酸中碳元素的质量分数是__________。
9、熊健同学到舅父家做客，看到一个化肥“蛇皮袋”上印有如图所示商标，还嗅到一股臭味。熊健向舅父解释说：
　　⑴这包化肥是_____肥，能促使作物茎叶生长茂盛，叶色浓绿；每袋化肥中含该元素的质量至少为_______kg。
　　⑵该化肥__________时容易分解；在施用时不能与______________性物质混合。
　　10、啤酒、红酒和白酒中都含有乙醇（C2H5OH），饮酒后乙醇可进入人体血液中，科学实验表明，当乙醇在人体血液中的含量超过80mg /100mL血（每100mL血中含有80mg乙醇）时，便会影响人的驾车或操作机器的能力；已知饮用某啤酒1大杯（0.56L），会使血液中乙醇含量升高30mg/100mL血。回答下列问题：
　　⑴乙醇中含有________种元素。
　　⑵乙醇分子中碳、氢、氧原子的个数比是_____________。
　　⑶李明饮用了3大杯上述啤酒后，其体内每100mL血液中乙醇的含量（理论上）升高_______mg，_______（填影响或不影响）其驾车或操作机器的能力。
　　11、2004年初，高致病性禽流感袭击我国很多地区。据了解，很多消毒剂对禽流感病毒有抑制杀灭作用，酚类消毒剂中的煤酚皂就是常用的一种消毒剂，煤酚皂的主要成分为甲基苯酚（化学式C7H8O），请根据甲基苯酚化学式计算：
　　⑴甲基苯酚的相对分子质量为__________；
　　⑵甲基苯酚中碳元素、氢元素、氧元素的质量比为__________；
　　⑶__________克甲基苯酚中含6克氢元素。
　　12、请用你已有的知识回答以下问题：
　　酚酞试液是实验室中常用的酸碱指示剂。酚酞的化学式为C20H14O4，由化学式你能总结出有关酚酞组成的多种信息。请写出其中的2条：①______________________________；②_______________________________。
　　13、单氟磷酸钠(Na2PO3F)易溶于水，有杀菌作用，防龋齿效果好，是牙膏行业常用的活性添加剂。牙膏中单氟磷酸钠的含量若达到0.76%，就可使龋齿减少17%－38%。
　　⑴单氟磷酸钠中F为－1价，则其中磷元素的化合价为_____________；
　　⑵单氟磷酸钠中钠元素与氧元素的质量比为_______________；
　　⑶若使一支质量为200g(净含量)的某种牙膏达到使龋齿减少17%－38%的功效，则每支这种牙膏中含氟的质量为________g(精确到0.1)。
　　14、小强同学发现自家农田里的水稻生长不良，根据自己所掌握的化肥知识，建议父亲施用氮肥硝酸铵 (NH4NO3)。计算：
　　⑴硝酸铵（NH4NO3）中氮元素的质量分数。
　　⑵60kg硝酸铵含量氮元素的质量。
　　15、为了测定某牛奶样品中蛋白质的含量，现采用“盖尔达法”分解其中的蛋白质。其原理是把蛋白质中的氮元素完全转化成氨气（化学式：NH3），再用稀硫酸吸收氨气，反应的化学方程式为：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4。现取该牛奶样品30mL用“盖尔达法”分解其中的蛋白质，产生的氨气用9.5g溶质质量分数为4.9%的稀硫酸恰好完全吸收。计算并回答下列问题：
　　⑴产生氨气的质量是多少克？（计算结果精确到0.01g，下同）
　　⑵30mL牛奶中含氮元素的质量是多少克？
　　⑶下图是该牛奶包装标签的部分内容。已知牛奶的蛋白质含氮元素的质量分数为16%，请你通过计算确定，该牛奶样品中蛋白质的含量是否达到了包装标签所标示的蛋白质的质量标准。
　　16、小明、小强和小红三位同学在一起对碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3，相对分子质量为222]受热完全分解后黑色固体产物的成分进行探究。他们称取5.0g碱式碳酸铜在试管中加热使之完全分解，冷却至室温，称量黑色固体产物质量为3.6g。
　　他们根据碱式碳酸铜的化学式对黑色固体产物做出了以下猜想：①可能是氧化铜；②可能是炭粉；③可能是氧化铜和炭粉的混合物。
　　他们做出以上猜想的依据是：__________。
　　⑴小明设计的实验方案是：向盛有少量该黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，静置后观察现象。
　　　如果猜想①正确，现象应是__________；
　　　如果猜想③正确，现象应是__________。
　　⑵小强进一步思考后，根据碳的化学性质，认为猜想③可以排除。他的理由是：________________________。
　　⑶小红通过对得到的实验数据进行计算，排除了②。她的理由是：_______________________________。
　　⑷科学探究的方法和途径有多种。若证明某黑色粉末确由氧化铜和炭粉组成，你还可用什么方法：
________________________________________________________________。
　　参考答案
　　1、A　 2、C　 3、A　 4、A 5、98，13.5　　 6、149∶272（74.5∶136）　
　　7、C 8、（1）192 　　 （2）9∶l∶14　（3）37.5％
　　9、（1）氮；17.15；　 （2）受热；碱
　　10、（1）3　 （2）2∶6∶1　 （3）90，影响
　　11、（1）108　 （2）21:2:4（或84:8:16）　 （3）81　
　　12、酚酞是一种化合物；酚酞是由C、H、O三种元素组成的；酚酞的相对分子质量是318；每个酚酞分子中有20个碳原子、14个氢原子、4个氧原子；酚酞中C、H、O三种元素的质量比为120∶7∶32；酚酞分子中C、H、O 三种原子的个数比为10∶7∶2。
　　13、（1）+5　 （2）23∶24　　 （3）0.2g　　
　　14、（1）NH4NO3中氮元素的质量分数：
　　　　（2）氮元素的质量：60kg×35％＝21kg
　　15、解：⑴设产生氨气的质量为X
　　　　　2NH3　+　H2SO4　=　(NH4)2SO4
　　　　　2×17　 　98　
　　　　　X　 　9.5g×4.9％
　　　　　X≈ 0.16 g(1分)
　　　　⑵氨气中氮元素的质量分数为82.4％(1分)
　　　　　30 mL牛奶中含氮元素的质量为≈ 0.13 g(1分)　
　　　　⑶30 mL牛奶中含蛋白质的质量为≈ 0.81 g(1分)
　　　　　100 mL牛奶中含蛋白质的质量为2.70 g(1分)
　　　　　因为2.70 g<2.90 g(0.5分)　
　　　　　所以蛋白质的含量没有达到质量标准(1分)
　　　　答：氨气的质量为0.16 g，氮元素的质量为0.13g，该牛奶样品中蛋白质的含量没有达到质量标准。
　　16、化学变化过程中元素种类不变，且氧化铜和炭粉都是黑色固体
　　　　（1）试管中溶液变成蓝色，黑色固体消失（或没有黑色固体剩余）
　　　　　　 试管中溶液变成蓝色，仍有黑色固体剩余
　　　　（2）在加热的条件下，氧化铜和单质碳能发生反应
　　　　（3）5.0g碱式碳酸铜中含有C： ×5.0g=0.27g＜3.6g
　　　　（4）将混合物在大试管中加热，并将生成的气体通入澄清的石灰水中，观察现象。
［直击考点］
　　1、能熟练运用化学式与原子个数比和元素质量比或质量分数之间的内在联系进行综合计算。
　　化合物中某元素的原子个数　　

化合物中各元素的原子个数之比　　

2、物质的纯度
　　＝（混合物中所含该纯净物的质量÷混合物的质量）×100％
　　［考点前瞻］
　　1、化学式计算中相对分子（原子）质量、元素质量分数部分是中考最基础的知识，以基础知识为载体，注重解题方法的渗透，是中考能力的体现，由此这一考点知识是中考必考题。试题往往以科技、社会、生产和生活的知识为背景，给定化学式，求相对分子质量和元素的质量分数，或比较不同物质中某元素质量分数的高低；或由混合物中某元素的质量分数，寻求隐含条件，求另一种元素的质量分数，或含该元素的化合物在混合物中的质量分数。
　　2、化学式计算中元素的质量比、粒子个数比计算部分，将宏观和微观的量相结合，为高一年级学习物质的量知识打下基础，注重初、高中化学的衔接。掌握这一考点知识的关键在于理解并运用量的代换，即 与原子（或分子）的个数之间存在等比例关系，解题时注重方法的掌握。中考命题往往以生活实际为情境，给定未学过的化学式，计算原子个数比和元素质量比；或给定等质量的某些物质，计算某种相同元素的质量比、原子（或分子）个数比；或给定不同物质中某种元素质量比一定（或相等），计算物质的质量比或分子个数比；或将物质的质量（或体积）与粒子数相结合运用于解决生活实际问题。
　　3、物质组成和化学式推导的计算，是中考考查学生思维能力的有效途径。中考命题往往从推导化学式的几种途径来设计试题：
　　（1）根据化合物中元素的质量比（或元素的质量分数），通过元素的相对原子质量来推断化学式；
　　（2）根据化学反应和质量守恒定律，判断组成元素，通过元素质量比，确定化学式；
　　（3）根据化合物中化合价规则推断化学式；
　　（4）给定混合物组成中某元素的质量（或质量分数），运用平均值法推测混合物的组成。
［解题技法］
　　1、运用化学原理和数学手段指导化学计算的解题过程，解题关键是善于从化学式中找到计量关系，确定数量关系。如：①计算等量的不同物质中含同一元素的质量比；②计算不同物质含等量同一元素的质量比。
　　2、掌握有关化学式的解题技巧，探索一些能使计算简化的特殊解法，往往可以考查同学们思维的灵活性和解题的技巧。例如：比较组成有相似之处的物质中某一成分的含量，可用估算推理法；根据物质中某元素的实际含量，可巧用极限法推测其中所含的杂质成分。
　　3、根据混合物中某元素的质量分数，求另一种元素的质量分数。根据混合物中各物质的组成巧合，计算元素质量分数。
　　［拓展创新］
　　1、等质量的H2和CO2中所含分子个数比为（　 ）
　　A．5∶4　　 B．3∶8　　 C．22∶1　　 D．7∶2
　　答案：C
　　2、含等质量氧元素的SO2和SO3的质量比为（　 ）
　　A．4∶3　　 B．7∶4　　 C．13∶5　　 D．6∶5
　　答案：D
　　3、某含有氧气和二氧化硫的混合气体，其氧元素的质量分数为60％，则该气体中氧气与二氧化硫的质量比为___________。
　　答案：1∶4
　　［新题预测］
　　在CO和CO2的混合气体中，氧元素的质量分数为64％，将混合气体5g通过足量的灼热的氧化铜，充分反应后，气体再全部通入足量的澄清的石灰水中，得到白色沉淀的质量是（　 ）
　　A．20g　　 B．15g　　 C．10g　　 D．5g
　　分析：
　　由于CO具有还原性，通过灼热的CuO能转化为CO2，而且生成的CO2和原混合气体中含有的CO2全部被石灰水吸收，即混合气体中含有的碳元素质量与CaCO3中碳元素质量相等。
　　解：
　　mc＝5g×（1－64％）＝1.8g，则mCaCO3＝1.8g÷ ＝15g。
　　答案：B