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化学难题集萃
（一）化学式计算难题的几种方法
在化学中考及竞赛中，经常会出现有关化学式计算的具有一定难度的试题，这些试题往往会成为同学们答题的“拦路虎”。下面，结合具体实例介绍几种对付这一“拦路虎”的方法。
一、观察法
例1.已知由CuS、CuSO3、CuSO4组成的混合物中，硫元素的质量分数为x，
则混合物中氧元素的质量分数为 （ ）
A.1-3x B.1-2x C.1-x D.无法计算
分析：通过对混合物中各成分化学式的观察可以看出，三种化合物中Cu、S的原子个数比固定为1：1，质量比固定为2：1（铜的相对原子质量是硫的两倍）。由于混合物中硫元素的质量分数为x，因此，铜元素的质量分数为2x，氧元素的质量分数为1- x -2x=1-3x。符合题意的选项为A。
二、整体法
例2.已知在NaHS、MgSO4和NaHSO3组成的混合物中含硫a%，则氧元素的质
量分数为 。
分析：由于Na和H的相对原子质量和等于Mg的相对原子质量，所以可以从质量角度将“NaH”视为一个与Mg等效的整体。根据Mg、S质量比为24：32以及硫的质量分数为a%，可得出混合物中Mg（Na、H）的质量分数为3a/4%，氧的质量分数为1-a%-3a/4%=1-1.75a%。
三、转化法
例3.已知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中，铁与氧的质量比为21：8，
则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可能是 （ ）
A. 9：20：5 B. 9：20：33 C. 2： 5：3 D. 5：6：3
分析 本题已知的是混合物中铁、氧两种元素的质量比，要求的是混合物
中三种物质的质量比，然而单纯从质量关系的角度出发，却很难找到一条顺畅的答题思路。如果能抓住已知条件，将质量比转化为原子个数比，问题的解答就会由“疑无路”进入“又一村”的境界：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。由于混合物的成分之一Fe3O4中的铁氧原子数比与这一比值一致，因此，混合物中Fe3O4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、Fe2O3组成特点的分析又可得出，FeO、Fe2O3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）：（56×2+16×3）：任意值=9：20：任意值，符合题意的选项为A、B。
四、变式法
例4.CH3OH、C2H5OH、C4H10O组成的混合物中，氧元素的质量分数为y，则
碳的质量分数为多少？
分析：本题的隐含条件必须通过对化学式进行变式的方法，才能挖掘出来。混合物中三种成分化学式的变式结果分别是：CH2·H2O、（CH2）2·H2O、（CH2）4·H2O，由混合物中氧元素的质量分数为y，可得出混合物中“H2O”的质量分数为9 y /8，“CH2”的质量分数为（1-9y /8），将（1-9y/8）乘以C在“CH2”中的质量分数，便可得到混合物中碳的质量分数（1-9y/8）×12/14。
五、化合价法则法
例5.Na2S、NaBr的混合物中，钠的质量分数为37%，求Br的质量分数？
分析：该题的解答用上述几种方法均难奏效，将混合物中各元素的化合价
利用起来，然后用正负化合价代数和等于零的规律（化合价法则）去列式求解不失为一种巧妙方法。首先，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、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+（100-x-37）×（-2）/32+x（-1）×/80=0；最后，解此方程求出x的值为46.6克，得出混合物中Br的质量分数为46.6%。
化学式的计算(一)
这部分计算题难度不大，但却是化学计算的基础，类型也比较多．相信自己，你一定能学好这部分内容的。力争在中考中这一部分不丢分。
一、化学式计算的依据
任何纯净物的组成是一定的，其组成可由化学式来表示．化学式的意义是化学式计算的依据．
二、化学式计算的类型
1. 计算相对分子质量
相对分子质量等于化学式中各原子相对原子质量的总和．其中结晶水合物的相对分子质量等于无水物的相对分子质量与结晶水相对分子质量的总和．要求正向能根据化学式求相对分子质量，反向通过相对分子质量求化学式或相对原子质量．
2.计算化合物中各元素的质量比
化合物中各元素的质量比，等于化学式中各元素原子的相对原子质量总和之比．两种元素组成的化合物中两个元素质量比也等于两元素相对原子质量之比乘以原子个数比，其关系如下：
×相对原子质量之比
原子个数比 元素质量比
相对原子质量÷
化学式中能直接看出原子个数比，乘以相对原子质量之比就能算出元素质量比．反之，要确定某化合物化学式，只需根据上述公式确定原子个数比即可．
3.计算化合物中某元素的质量分数
R元素的质量分数＝×100%
根据这个关系式，可以计算R元素的质量分数，也可以计算物质的相对分子质量或化学式中某元素的相对原子质量及原子个数，还可以比较不同物质中某元素质量分数的大小．
4化合物质量与元素质量的互换
化合物中R元素质量＝化合物质量×化合物中R元素的质量分数
5.计算混合物中某元素的质量分数
不纯物中某元素的质量分数＝纯化合物中某元素质量分数×化合物在不纯物中的质量分数（纯度）．
或：不纯物中某元素质量分数＝×100%
6.涉及到两种或两种以上物质的综合计算
如：求等质量的不同物质同种元素质量比（或同种原子个数比）；一定量某化合物与多少克另一种化合物含某元素质量相等；分子个数比与物质质量比的互换等等．
[典型题例]
例１ 求Na2CO3·10H2O的相对分子质量
解 Na2CO3·10H2O的相对分子质量＝23×2＋12×1＋16×3＋10×(1×2＋16×1)＝286
再如：计算2CuSO4·5H2O的总相对分子质量
2CuSO4·5H2O的总相对分子质量
=2×[64+32+16×4+5×（1×2+16）]=2×250=500
例２ 求葡萄糖(C6H12O6)中各元素的质量比
解 C:H:O＝12×6:1×12:16×6＝6:1:8
再如：计算NH4NO3中各元素的质量比
分析：首先根据化学式弄清该物质是由哪几种元素组成的。由上式可知硝酸铵是由氮，氢、氧三种元素组成，各元素的质量比为该元素的相对原子质量乘以它在化学式中的原子个数之比，最后约简成最简整数比。
解：N∶H∶O=14×2∶1×4∶16×3=7∶1∶12
注意：计算式前面的“N∶H∶O”表示硝酸铵中所含这三种元素的质量比，若写成
“2N∶4H∶3O”或“N2∶H4∶O3”就都错。

例３ 求硝酸铵(NH4NO3)中氮元素的质量分数
解 氮元素的质量分数＝×100%
＝×100%＝35%.
例４ 已知化合物M由氮和氧两种元素组成，已知380克M中含140克氮，求M的化学式．
解法一 设M的化学式为NxOy，则
380克×＝140克
380克×＝140克 ＝.
M的化学式为N2O3.
7:12
解法二 由题意380克M中含(380克－140克)氧，则氮、氧元素质量比＝140:240＝7:12.
14:16
氮、氧原子个数比＝ ＝．
M的化学式为N2O3.

例５ 某硝酸铵样品，经实验分析氮元素质量分数为33.6%，计算该样品中硝酸铵的质量分数．（设杂质不含氮）
解法一 设样品质量为100克，其中含硝酸铵质量为X，则：
X·＝100克×33.6% X＝96克
硝酸铵的质量分数＝×100%＝96%
解法二 硝酸铵的质量分数＝
＝×100%＝96%．

例６ 尿素的化学式为CO(NH2)2　(1)求等质量的尿素与硝酸铵中氮元素的质量比．(2)100千克尿素含氮量与多少千克NH4HCO3含氮量相等？
解 (1)设尿素与硝酸铵的质量都等于M
M×:M×＝:＝.
(2)设质量为X的NH4HCO3含氮量与100千克尿素含氮量相等
X·＝100千克×
X＝263千克．
例７ 某不纯的MnO2粉末，其中只含一种杂质，经测定含氧质量分数为35.8%，则这种杂质可能是（ ）
Ａ.MgO Ｂ.SiO2 Ｃ.CuO Ｄ.铁粉
解析 MnO2中氧元素质量分数＝36.8%，高于样品的含氧量，因此杂质中氧元素质量分数应一定小于35.8%，否则样品的含氧质量分数不可能等于35.8%．将四个选项物质的含氧量分别算出(MgO：40%； SiO2：53.3%； CuO：20%； 铁粉：0%)故应选Ｃ、Ｄ．
例8 由氢，硫，氧三种元素组成的某化合物，若此化合物中氢元素、硫元素、氧元素的质量比为1∶16∶32，则化合物中氢原子、硫原子、氧原子的个数比为 ，化学式为 。
分析：H、S、O三种元素的质量比：1∶16∶32
则：H、S、O三种原子的个数比为：∶∶=2∶1∶4
所以该化合物的化学式为H2SO4
化学式　 相对分子质量
　　知识要点：
　　1、理解化学式和相对分子质量概念的涵义。
　　2、掌握书写和读出一些简单的化学式的方法，理解化学式前和化学式中有关数字的不同意义。
　　3、掌握根据化学式计算物质的相对分子质量和化合物中各元素的质量比以及质量分数的方法，以及规范书写有关化学式计算的格式。
　　知识的重点：
　　书写化学式和理解化学式的涵义。
　　知识详解：
　　一、化学式
　　1．概念：
　　用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式。如H2O、CO2、KClO3等。
　　2．意义：（以H2O为例）
　　（1）宏观意义：
　　①表示一种物质：水；
　　②表示该物质的元素组成：水是由氢、氧两种元素组成。
　　（2）微观意义：
　　①表示物质的一个分子：一个水分子；
　　②表示物质的分子构成：一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成
　　（3）可依据化学式计算：
　　①表示分子中各原子的个数比：水分子中氢、氧原子个数比为2∶1；
　　②表示组成物质的各元素的质量比：水中氢、氧元素的质量比为1∶8。
　　二、化学式的书写
　　1、单质化学式的书写
　　① 由原子构成的单质，用元素符号直接来表示，如：金属铁（Fe）、稀有气体如氦气（He）、氖气（Ne）。
　　② 由多原子组成的单质，用元素符号加相应的脚标来表示。如氧气分子由两个氧原子构成，则氧气的化学式为O2；又如氮气的化学式为N2；臭氧的化学式为O3等。
　　2、化合物的化学式的书写
　　① 氧化物的化学式的书写：
　　一般把氧的元素符号写在后面，另一种元素的元素符号写在左面，如二氧化碳的化学式为CO2；二氧化锰的化学式为MnO2；三氧化二铁的化学式为Fe2O3；氧化汞的化学式为HgO。当原子个数1时，“1”可以省略。
　　② 由两种元素组成的化合物化学式的书写：
　　如果是由金属元素与非金属元素组成的化合物，一般把金属的元素符号写在左面，非金属元素符号写在右面。如：氯化钠的化学式为NaCl；硫化锌的化学式为ZnS；氯化钾的化学式为KCl。
　　3、注意：
　　脚标中的数字与元素符号前的数字所代表的意义不同。如“2H”表示两个氢原子；“H2”表示一个氢分子，且由两个氢原子构成；“3O2”则只表示三个氧分子。
　　三、有关化学式的计算
　　1、相对分子质量的计算
　　化学式中各原子的相对原子质量的总和就是相对分子质量。
　　例如：
　　计算H2O的相对分子质量。
　　∵H2O中有两个H原子和一个O原子
　　∴应计算两个H原子的相对原子质量和一个氧原子的相对原子质量之和
　　H2O的相对分子质量=2×1+16×1=18
　　（相对分子质量的单位为1，一般不写出）
　　例如：
　　计算2H2O的相对分子质量之和。
　　2H2O的相对分子质量=2×（2×1+16）=36
　　注意：
　　在相对分子质量计算过程中，什么地方使用“+号，什么地方使用“×”号。元素符号与数字之间在计算相对分子质量时须用“×”号，元素符号之间在计算相对分子质量时须用“+”号。如计算2CuSO4·5H2O的相对分子质量：2×[64+32+16×4+5×(1×2+16)]＝500
　　2、计算组成物质各元素的质量比
　　例如：
　　计算H2O中H、O元素的质量比。
　　在物质中各元素的质量比就是元素的相对原子质量之和的比值。
　　H∶O=2×1∶16×1=2∶16=1∶8
　　（化为最简整数比）
　　再例如：
　　计算CO2中C、O元素的质量比。
　　C∶O=12×1∶16×2=12∶32=3∶8
　　3、计算物质中某一元素的质量分数。
　　例如：
　　计算水中H元素的质量分数
　　∵水分子中有两个氢原子，水的式量为18
　　解：
　　∵氢元素的质量分数为：

　　答：　　水中氢元素的质量分数为11.1%
　　例如：
　　计算NH4NO3中氮元素的质量分数。
　　∵NH4NO3中氮原子的个数为两个，NH4NO3的相对分子质量为80
　　解：

　　答：　　NH4NO3中N元素的质量分数为35%。
　　注意：
　　上式中2N所表示的含义为NH4NO3分子中有两个N原子，不能写成N2，N2的含义为一个氮气分子，NH4NO3分子中无氮气分子
　　[典例剖析]
　　例1、在MN两种元素组成的化合物中，M和N的质量比是3∶1，又知M和N的相对原子质量之比是12∶1，则下列式子中能够表示此化合物的化学式的是(　 )
　　A．MN4　 B．MN3　 C．MN　 D．M2N
　　分析：
　　设该化合物的化学式为MxNy，则有：12x/y＝3/1，x/y＝1/4，故化合物的化学式为MN4，答案为A。(或者该化合物分子中M原子与N原子的个数之比为3/12∶1/1＝1/4，故其化学式为MN4。)
　　答案：A
　　例2、由碳、硫两种元素组成的化合物中，碳元素与硫元素的质量比为3∶16，碳与硫的原子个数比为______，在书写这种化合物的化学式时碳通常写在左侧，则其化学式为______，相对分子质量为______。
　　分析：

　　碳与硫的个数比即为
　　其化学式可写成CS2，相对分子质量为12+32×2＝76
　　答案：
　　1∶2　 CS2　 76
　　例3、硝酸铵(NH4NO3)样品中含杂质10％(杂质不含氮元素)，求样品中氮元素的质量分数。
　　分析：
　　先算出纯硝酸铵中氮元素的质量分数，再求不纯硝酸铵中氮元素的质量分数。
　　方法一
　　NH4NO3的相对分子质量＝14+1×4+14+16×3=80
　　设不纯硝酸铵中氮元素的质量分数为x。则有：
　　　　　　　　纯NH4NO3 ～ 不纯NH4NO3
　　含硝酸铵　 　100％　　　 　90％
　　含氮元素　 　35％　　　　 　x
　　100％∶90％＝35％∶x
　　x＝90％×35％＝0.315＝31.5％
　　方法二
　　设此样品中氮元素的质量分数为x
　　关系式　　 　NH4NO3　 ～　 2N
　　关系量　　 　80　　　 　　14×2
　　已、未知量　(1—10％)　　 　x
　　列比例式　 　80∶28＝90％∶x　
　　求出答案　　 x＝31.5％　
　　答：
　　样品中氮元素质量分数为31.5％。
　　例4、在FeO、Fe2O3、Fe3O4中，当含铁元素的质量相同时，所含氧元素的质量比为__
　　分析：
　　此类题常在选择题中出现，因此需要选择一种快速准确的解题方法。在这里常用关系式法巧解。题干中假设铁元素的质量相同，那么我们就应创造条件让铁元素的质量相同，即找化学式中铁原子个数的最小公倍数1×2×3=6，而每一个FeO中有1个Fe原子，则6个FeO中有6个Fe。同理可找出如下关系式：6FeO、3Fe2O3、2Fe3O4中都含6个Fe，则铁的质量相同。而其中氧的原子个数比为6∶9∶8。所以氧的质量比为6∶9∶8。
　　参考练习
　　1．计算下列相对分子质量（写出计算过程）
　　H2SO4______　 2Ca(OH)2_____　
　　2．计算NH4HCO3中N、H、C、O四种元素的质量比。
　　3．计算12.25克KClO3中含有氧元素的质量。
　　4．计算120克NH4NO3中含N元素的质量与多少克CO(NH2)2中所含N元素的质量相等？
　　5．地壳中含量居第一、二位的两种元素组成的化合物的化学式是(　 )
　　A．NO2　 　 B．Al2O3　 　C．SiO2　 　 D．Fe2O3
　　6．相同数目的H2O和H2O2两种分子含有相同数目的(　 )
　　A．氢元素　 B．氢原子　 　C．氢分子 　 D．氧原子
　　7．下列化合物中，铁元素质量分数最大的是(　 )
　　A．FeO　 　 B．Fe2O3　 　C．Fe3O4　　 D．FeS
　　8．经过防治“非典”的洗礼，我国公民的公共卫生意识和防病健身意识普遍提高。过氧乙酸是防治“非典”中常用的高效消毒剂，它的化学式是CH3COOOH，它是由_________种元素组成，其相对分子质量是_________。
　　9．樟脑是一种白色晶体，可以散发出特殊气味，使衣物免受虫蛀。樟脑的化学式为C10H16O，它的相对分子质量为_________，其中碳、氢、氧三种元素的质量比为(化成最简整数比)_________，碳元素的质量分数为(计算结果精确到0.1％)_________。
　　10．露天烧烤不仅产生大量有害气体污染环境，而且烧焦的肉类中还含有强烈的致癌物质34—苯并芘。其化学式为C20H12。该物质126g中含碳元素质量_________g。
　　11．乙酸(C2H4O2)与过氧乙酸(C2H4O3)两种物质具有相同的(　 )
　　A．元素种类　　　 B．相对分子质量
　　C．各元素质量比　 D．氧元素的质量分数
　　12．硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。计算：
　　(1)硫酸亚铁(FeSO4)中铁、硫、氧三种元素的质量比为________；
　　(2)某贫血患者共需补充1.4g铁元素，服用的药物中相当于需要硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)多少克?
　　13．最近科学家确认，存在着一种具有空心、且类似于足球结构的分子N60，这一发现将开辟世界能源的新领域，它可能成为一种最好的火箭燃料。下列关于N60的说法正确的是(　 )
　　A．N60是一种化合物
　　B．N60的相对分子质量是840
　　C．N60属于单质
　　D．N60这种物质是由氮原子构成的
　　14．地球大气层表面的臭氧层可以吸收太阳辐射的紫外线，对维持地球上的生态平衡有重要的作用。科学家测得臭氧(由氧元素组成的单质)的相对分子质量为48，则臭氧的化学式为_________，相同分子数的氧气和臭氧的质量比为_________，相同质量的氧气和臭氧的分子数之比为_________。
　　答案：
　　1、 　　
　　2、14∶5∶12∶48
　　3、
　　提示： 克
　　4、
　　解：
　　设CO(NH2)2的质量为x

　　x＝90g
　　答：
　　CO(NH2)2的质量为90克。
　　5、C
　　6、B
　　7、A
　　8、三，76
　　9、152，　 15∶2∶2，　 78.9％
　　10、120
　　11、A
　　12、7∶4∶8；　 6.95g
　　13、BC
　　14、O3 ， 2∶3 ，　 3∶2

（二）化学除杂方法
一、物理方法
1. 过滤法
例1. 如何除去食盐中的泥沙。
简析：将含有泥沙的食盐溶于水，利用食盐溶于水而泥沙不溶，通过过滤把泥沙从食盐中除去，再把滤液蒸干即得纯净的食盐。
2. 结晶法
例2. 如何除去硝酸钾中少量的氯化钠。
简析：将含有少量氯化钠的硝酸钾配成热的饱和溶液，利用硝酸钾的溶解度受温度变化影响大的性质，采用降温冷却的方法使硝酸钾结晶析出，而氯化钠则留在母液里，再过滤即可得纯净的硝酸钾晶体。

二、化学方法
1. 沉淀法：常用的沉淀剂为：阳离子（如）一般可用可溶性碱，用用钡盐，用钙盐。
例3. 如何除去氯化钠中的硫酸镁。
简析：把混合物溶于水，得到含的溶液。其中杂质为和，据此要求所加入的试剂的阳离子能与形成沉淀，加入试剂的阴离子能与形成沉淀故可向溶液中逐滴加入溶液至不再产生沉淀为止，过滤、蒸发滤液即得纯净的氯化钠。

2. 气体法
例4. 如何除去氯化钠中的碳酸钠。
简析：把混合物溶于水，得到含的溶液，其中杂质为。可通过加入适量盐酸转变为除去（当然也可以使转化为沉淀除去），然后将溶液蒸干即得纯净的氯化钠。

3. 转化法
例5. 如何除去二氧化碳气体中的一氧化碳气体。
简析：把混合气体通过灼热氧化铜充分发生反应，即可把一氧化碳转变为二氧化碳而除去。

4. 置换法
例6. 如何除去硫酸亚铁中的硫酸铜。
简析：把混合物溶于水，得到含的溶液，其中杂质为。向混合溶液中加入过量铁粉，铁粉与发生转换反应，然后过滤、蒸发结晶即得纯净的硫酸亚铁。

5. 吸收法：一般地，酸性气体用碱溶液吸收；碱性气体用酸溶液吸收；一般用灼热铜网吸收等。
例7. 如何除去氢气中的二氧化碳气体。
简析：二氧化碳是酸性气体，氢气是中性气体，将混合气体通过盛有碱（如NaOH）溶液的洗气瓶，二氧化碳被吸收而除去。