混合物中元素质量分数的求解方法归纳
-
混
合
物
中
某
元
素
质
< br>量
分
数
的
求
解
方
法
归
纳
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
2
H
4
O
2
，而
单烯烃的通式为
C
n
H
2n
，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
1.
已知
Na
2
S
、
Na
2
SO
3
、
Na
2<
/p>
SO
4
三种物质组成的混合
物
中
，
氧
< br>元
素
质
量
分
数
为
22%
，求钠元素的质量分数。
练习
1<
/p>
：由
FeSO
4
和
Fe
2
(SO
4
)
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
Fe
元素的质量
分数为
(
)
。
A
．<
/p>
1
－
a
％
B
．
2a
％
C
．
1
－
3a
％
D
．无法确定
练习
2
：由
MgSO
4
、
Fe
2
< br>(SO
4
)
3
< br>、
K
2
SO
4
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)
< br>％
C
．
2/3(100
－
a)
％
D
．
(100
－
3a)
％
二、最简式相同法
【例题
3
】
将
20 g C
2
H
2
气体通入<
/p>
40 g
其
H
元
素的质量分数为
( )
。
A
．％
B
．％
C<
/p>
．
20
％
D
．无法确定
解析：
从
C
2
H
2
、
（
C
6
H
6
）、和
和
60 g
的混合液中，
（
C
8
H
< br>8
）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
4
】
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（
< br>C
）的质量分数为
(
)
。
A
．<
/p>
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，<
/p>
可以发现题中涉及甲醛
（
CH
2
O
）
、
乙酸（
C
2
H
4
O
2
）、果糖（
C
6
H
12
O
6
）、甲酸甲酯（
C
2
H
4
O
2
）葡萄糖（
C
6
H
12
O
6
）
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
CH
2
O
、
C
2
H
4
O
2
、
C
6
H
12
O
6
，
其最简
式都为
CH
2
< br>O
，
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(CH
2<
/p>
O)×
100
％＝
12/12+2+16)×
100
％＝
40
％
答案：
C
三、相对分子质量相同法
【例题
5
】
甲苯
(C
7
H
8
)
和甘油（
C
3
H
8
O
3
）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
( )
。
< br>A
．
50
％
B
．％
C
．％
D
．无法计算
解析：
从甲苯
(C
7
H
8
)
和甘油
（
C
3
H
8
O
3
）
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：
< br>ω(H)
＝
8/92×
100<
/p>
％＝％
答案：
C
【例题
6
】
(NH
4
)
2
S
、
(NH
4
)
2
SO
4
、
(
NH
4
)
2
H
PO
4
三种物质混合物中，
已知
氮元素的质量分数为
28%
，求混合物中氧元素的质量分数。
解析：
(NH
4
)
2
S
、
(NH
4
)
2
SO
4
、
(NH
4
)
2
HPO
4
(HP
，
32
，可以看作是一个
S)
原子个数比
=2N:8H:S
元素质量比
=28:8:32
因此
O%=1-N%-H%-S%=
1-28%-8%-32%=32%
【例题
< br>7
】
有一含
NaHS
、
MgS
和
MgSO
4
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(M
g)
＝
24/32×
％＝％
,
故：
ω(O)
＝
1
－
ω(S)
－
ω(Mg)
＝％。
答案：
A
四、部分化学式相同法
【
例题
8
】某甲醛（
HCH
O
）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（<
/p>
H
2
O
）中
H
、
O
原子个数比
相同，于是可将甲醛的化学式写
成
C(H
2
O)
，由此可虚拟出
HCHO
和
H
2
O
构成的溶液的化学式为
C
m
(H
2
O)
n
。
因为
ω(H)
＝
10
％，则
ω(H
2
O)
＝
ω(H)×1
8/2
＝
90
％，
故
ω(C)
＝
< br>ω(C)
m
＝
1
－
ω(H
2
O)
＝
1
－
90
％＝
10
％。
答案：
碳元素的质量分数是
10
％。
【
例题
9
】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
(
)
。
A
．<
/p>
26
％
B
．％
C
．％
D
．％
解析
：
仔细分析其组成可知：乙炔、苯、乙醛的分子式可以写成
(C
H)
2
、
(CH)
6
、
(CH)
2
< br>·
（
H
2
O
），因为
C
％＝
< br>72
％，
CH
中的
H
％＝
1/12×
C
％＝
6
％，
故水的百分含量为：
ω(H
2
O)
＝
1
－
< br>C
％－
H
％＝
< br>1
－
72
％－
< br>6
％＝
22
％
< br>
因此
O
％＝
< br>22
％
×
16/18
＝％
答案：
B
：在混合物
CO
、
H
COO
H
和
C
2
H
2
O
3<
/p>
中，氢元素的质
量分数为
a
，则碳元素的质量
分数为（
）
分析：
在我们找不到
C
、
H
< br>、
O
三种元素的固定的质量比关系时，我们想
办法把混合物
CO
、
HC
OOH
和
C
2
H
2
O
3
分成
两个固定组成的
“
成分
”
，即
CO
和
H
2
O
，所以，混合物
CO<
/p>
、
HCOOH
和
C
2
H
2
O<
/p>
3
可以看成是
CO
、
CO·
H
2
O
和
2CO·
H
2
O
。在
H
2
O
中，氢元素与水的质量比为
2<
/p>
比
18
，即
1<
/p>
比
9
，又已
经氢
元素的质量分数为
a
，所以
H
2
O
的质量分数为
9a
，
则
CO
的质
量分数为
1
－
9a
，而碳元素占
CO
的比例是
12<
/p>
比
28
，即
3/
7
，所以，混合物中碳元素
的质量分数为（
1
－
9a
）
3/7
。
五、化合价守恒法
【例题
11
】
某种含有
MgBr
2
和
MgO
的
混合物，经分析测得镁元素的质
量分数为％，求溴元素的质量分数。
解析：
在任何化合物中，元素的正价总数等于元素的负价
总数。同样，
可推知在混合物中元素的正价总数等于元素的负价总数，即：镁原子个数<
/p>
×
镁元素化合价等于溴原子个数
×
溴元素的化合价
+
氧原子个数
×
氧元素的化合
价。
设混合物的质量为
100g
，其中溴元素的质
量为
x
，则有
24×
2
＝
X/80×
1 + (100
－－
X)×
2
解得
x
＝
40
，
ω(Br)
< br>＝
40/100×
100
％＝<
/p>
40
％。
答案
：
混合物中溴元素的质量分数为
40
％
。
练习
3
：
Na
2
S
、<
/p>
NaBr
的混合物中，钠的质量分数为
3
7%
，求
Br
的质
量分数
分析：
（化合价法则法）
设混合物的相对质量为
100
，
Br
的相对质量为
x
，
则混合物中
Na
的相对质量为
37
，硫的相对质量为（
100
–
x-37
）
，从而得出
Na
、
S
、<
/p>
Br
三种原子的原子个数分别为：
37/
23
、
（
100-x-37
）
/32
、
x/80
；接
着，
利用化合价法则列出方程
----
37×1/23+
（
< br>100-x-37
）
×
（
-2
）
/32+x
（
-1
）
×/80=0；
最后，
解此方程求出
x
的值为
克，
得出混合物中
Br
的质量分数为<
/p>
%
。
六、极端假想法
【
< br>例题
12
】某混合物含有
KCl
、
NaCl
、
Na
2
CO
3
，经分析知含钠为％，含
氯％，则混合物中
Na
2
CO
3
的质量分数为
( )
。
A
．
25
％
B
．
50
％
C
．
80
％
D
．无法确定
解析：
本题采用极值法可将三种物质组成的混合物转化为两种物质组成
的混合物，从而简化运算。若设混合物的质量为
100
g
，则混合物中氯元素
的质量为
g
，假设这
g
氯全部来自
KCl
（即混合物为
KCl
和
Na
2<
/p>
CO
3
），则
K
Cl
的质量为
g×
＝
g<
/p>
，即
Na
2
CO
3
的质量为
g
。假设这
g
氯全部来自
NaCl
（即混合物为<
/p>
NaCl
和
Na
2
CO
3
），则
NaCl
的质量为
g×
＝
g<
/p>
，则
Na
2
CO
3
的
质量为
g
。所以混合物的质量分数介于％～％之间，因此选项
B
正确。
答案：
B
七、特殊值法
【
例题
13
】由
Na
2
CO
3
和
< br>CaCO
3
组成的混合物，经测定其中碳的质量分
数为
11. 64
％。
则下列各项中：
①钠元素的质量分数；
②钙元素的质量分数；
③氧元素的质量分数；④
Na
2
CO
3
的质量分数；⑤
CaCO
3
的质量分数；⑥
Na
2
CO
3
和
CaCO
3
的质量比，其中能确定的是
( )
。
A
．都不能确定
B
．只有③能确定
C
．只有④⑤⑤能确定
D
．都能确定
解析：
如能由碳元素的质量分数，求出
Na
< br>2
CO
3
和
CaCO
3
各自的质量分
数，那么
①②③④⑤⑥均能确定。设混合物的质量为
100 g
（取特殊
值），
其中
Na
2
CO
3
的质量为
x
，则
CaCO
3
的质量为（<
/p>
100 g
－
x
），根据题意可得
等式：
100 g
×
％＝
x×
M(C)/M(Na
2
CO
3
)×
100
％
+
（
100 g
－
x
）<
/p>
×
M(C)/M(CaCO
3
)×
100
％
解得：
x
＝
g
，进而可求出
CaCO
3
的质量，因此④⑤⑥能确定，然后根据
Na
2
CO
3
和
CaCO
3
各自的质量分别求出混合物中
Na
、
Ca
、
O
元素各自的质量，
所以①②③也可以确定。
答案：
D
八、合并化学式法
【
例题
14
】
某混合物含有的化
学式成分中，
分子个数组成为：
X
份<
/p>
CaCO
3
、
Y
份
CaO
、
2
Y
份
CaSO
4
、
Z
份
CaHPO
< br>4
、
Z
份
CaO
2
和
P
份
NaCl
。已知混合
物中氧的质量
分数为
39
％，则混合物中钙的质量分数为多少
解析：
将混合物中钙、氧原子数分别合并，有（
X+3Y+2Z
）份
Ca
< br>、
3
（
X+3Y+2Z
）份
O
，即钙、氧原子个数比为
1 : 3
，故其质量比为
40 : 48
，已
知混合物中氧的质量分数为
39
％，所以钙的质量分数为
40×
39
％
/48×
100
％
＝％。
答案：
混合物中钙的质量分数为％。
练习．已知
FeO
、
< br>Fe
2
O
3
、
Fe
3
O
4
组成的混合物中，铁与氧的质量比为
21
< br>：
8
，则混合物中
FeO
、
Fe
2
O
3
、
Fe
3
O
4
三种物质的质量比可能是
（
）
A.9
：
20
：<
/p>
5
B.
9
：
20
：
3
3
C.
2
：
5
：
3
D.
5
：
6
：
3
分析：
由铁与氧的质量比为
21
：
8
，
可得出混合物中铁与氧的原子个数比为
21/56
：
8/16=3
：
4
< br>。由于混合物的成分之一
Fe
3
O
4
中的铁氧原子数比与这一
比值一致
，因此，混合物中
Fe
3
O
4
的质量无论多少，都不会影响混合物中铁
原子与
氧原子的个数比为
3
：
4
。
通过对
FeO
、
Fe
2
O
3
组成特点的分析又可得出，
FeO
、
Fe
2
O
3
必须按分子数
1
：
1
的比例混合，才能保证混合物中铁原子与氧原
子的个数比为
3
：
4
。从而得到混合物中
三种氧化物的分子个数比为
1
：
1
：
任意数，三种物质的质量比为：
（
56+16
）
：
（<
/p>
56
×
2+16
×
3
）
：任意值
=9
：
20
：任
意值，符合题意的选项为
A
、
B<
/p>
。
九、混合物中某种元素的质量分数可忽略
【例题
15
】
Na
2
O
2
和
NaOH
的混合物，其中
Na
的质
量分数为
58%
，
则混合物中氧元素的
质量分数是（
）
解析：
初看此题，在
Na
2
O
2
和
Na
OH
的混合物中，钠、氧、氢三种元素之
间并没有一定的关系，
所以只能老老实实地应用平常的方法去设未知数列方
程求解。细
细分析，我们知道，在
Na
2
O
2
和
NaOH
的混合
物中，氢元素所占的
质量分数是非常小的，甚至我们可以认为氢元素的质量分数可以忽略
不计。
所以氧元素的质量分数接近于
42%
（由
100%
－
58%
得到）。
混合物中某元素质量分数的求解方法归纳（详）
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
2
H
4
O
2
，而
单烯烃的通式为
C
n
H
2n
，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
Na
2
S
、
Na<
/p>
2
SO
3
、
Na
2
SO
4
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×
< br>％＝％，故
ω(O)
＝
1
－
ω(S)
－
ω(Na)
＝
1
－
％－％＝％
答案：
B