1、例谈平均值法在化学竞赛中的应用1已知混合物中一种物质及混合物中某元素的质量分数,求混合物中其他可能成分。例1 由C、H两种元素组成的化合物叫烃,碳原子数在4以下的烃在常温常压下通常为气体。常温常压时C2H4和另一种烃组成的混合气体中碳元素的质量分数为87%,则混入的烃可能是( )。ACH4 B C2H2 C C3H8 D C8H8 解析:C2H4中碳元素的质量分数为。因为85.7%87%,所以另一种烃中碳元素的质量分数应大于87%。A、C碳元素的质量分数均小于C2H4,而B、D为92.3%,大于87%。答案为B、D。点评:根据“有大有小”原则,已知平均值87%,先求出已知的烃C2H4中碳元素的
2、质量分数,若小于87%,则另一成分中碳元素的质量分数应大于87%;反之亦然。另外成分中碳元素的质量分数不一定要精确计算,能比较大小即可。2已知混合物反应后生成气体、沉淀的质量,求混合物的可能组成。例2 在某铁的样品中可能含有Zn、Mg、Al、Cu等杂质金属中的两种,取5.6g样品跟足量稀硫酸反应,得到0.2gH2,则此样品中不可能含有的杂质金属组是( )。A Cu和Mg B Zn和Al C Mg和Al D Zn和Cu 解析:5.6g铁跟足量稀硫酸反应,也得到0.2g H2。A中Cu不反应,5.6g Mg生成H2的质量大于0.2g,有可能;B中5.6g Zn生成H2的质量小于0.2g,5.6g
3、Al生成的H2的质量大于0.2g,有可能;C中5.6g Mg生成H2的质量大于0.2g,5.6g Al生成H2的质量也大于0.2g,不可能;D中5.6g Zn生成H2的质量小于0.2g,Cu不反应,不可能。答案为C、D。点评:5.6g Fe生成H2的质量已经等于平均值,故另外两种金属分别为5.6g时,生成H2的质量应该一种大于0.2g,一种小于0.2g.3.已知混合物中某元素的质量分数,求混合物中其他成分质量分数的范围。例3 在FeO、Fe2O3和CaCO3的混合物中,已知铁元素的质量分数为56%,则CaCO3的质量分数可能是( )。A 10% B 25% C 30% D 35%解析:令混合物
4、的质量为100,则铁元素的质量为10056%=56,在FeO中mFe:mO=56:16,Fe2O3中mFe:mO=(562):(163)=56:24,所以FeO、Fe2O3的质量之和应介于56+16和56+24之间,即CaCO3的质量应介于100-72和100-80之间,所以CaCO3的质量分数介于20%和28%之间。答案为B。点评:把物质或元素的质量看作1、100、其相对分子质量或相对原子质量可简化运算。练习:1. 测知CO和M的混合气体中,氧的质量分数喂50%,则M气体可能是( )。A CO2 B N2O C SO2 D SO32. 某碳酸钾样品中可能含有Na2CO3、KNO3或Ba(NO
5、3)2三种杂质中的一种或几种。现将13.8g样品中加入足量的水,样品全部溶解,再加入过量的CaCl2溶液,得到9g沉淀,对样品中杂质,合理的判断是( )。A 肯定含有KNO3,可能含有Na2CO3 B肯定含有KNO3,可能含有Ba(NO3)2 C 不含Na2CO3和Ba(NO3)2,只含KNO3 D不含KNO3和Ba(NO3)2,只含Na2CO33. 由NaOH和Na2O2组成的混合物,若其中氢元素的质量分数为1%,则钠元素的质量分数为( )。A 46% B 57.5% C 58.4% D 无法计算4. 将一严重锈蚀而部分变成铜绿的铜块研磨成粉末,在空气中充分灼烧成CuO,固体质量的变化情况可能是( )。A 增加30% B 增加10% C 不变 D 减少30%5. 在CaCO3、MgCO3和SiO2的混合物中,CO32的质量分数为60%,则SiO2的质量分数可能是( )。A 10% B 15% C 20% D 25%