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    第四章  化学计算

     

    化学计算是中学化学基础知识和基本技能的重要组成部分，是从物质量的变化的角度来研究物质及其变化规律的。物质之间的数量关系是计算的依据，数学方法则是工具。初中阶段涉及的化学计算，主要包括三个方面：

    1．  有关化学量的计算。

    2．  有关溶液的计算。

    3．  有关化学反应的计算。

    复习这部分内容要重视正确理解化学基本概念、基础理论；熟悉元素化合物性质，并能

    从中找出有关的数量关系；认真审题，寻找思路，掌握解题的方法、步骤和书写格式。

    第一节 化学量的计算

    考点说明

    1．  在了解相对原子质量与相对分子质量关系的基础上，掌握物质相对分子质量的计算；

    2．  能在理解化学式涵义的基础上，计算化合物中各元素的质量比、某元素的质量分数；

    3．  能进行一些简单的化学式的逆运算，能运用化学式进行一些巧算。

    知识整理

    1．  根据化学式计算

    （1）相对分子质量 （2）组成物质的元素质量比 （3）组成物质的元素质量分数

      常用的计算关系式有（以化合物AmBn）：

         物质的相对分子质量＝A的相对原子质量×m + B的相对原子质量×n

    A、B元素的质量比＝A元素的相对原子质量×m/ B元素的相对原子质量×n

    A元素质量分数＝A元素的相对原子质量×m/AmBn的相对分子质量×100％

    计算时的注意点：

       （1）正确书写化合物的化学式；

    （2）正确计算有关量，如相对分子质量、某元素的质量分数等；

    （3）计算格式应规范。

    2.有关纯度的计算

       物质（或元素）的纯度＝纯物质（或元素）的质量/不纯物质的质量×100％

    计算时的注意点：

    （1）物质（或元素）的质量不能遗漏或增添；

     (2 ) 真正弄清纯与不纯的关系，正确求解物质（或元素）的纯度。

    经典例题

    例1. 明矾是日常生活中一种常见的盐，可作净水剂，其化学式为KAl(SO4)2?12H20。求：

    （1）       明矾的相对分子质量；

    （2）       明矾中所含各元素的质量比；

    （3）       氧元素的质量分数；

    （4）       含结晶水的质量分数。

    【答案】（1）明矾的相对分子质量＝39＋27＋（32＋16＋4）×2＋12×（1×2＋16）＝39＋27＋192＋216＝474

    （2）各元素的质量比为mk:mAl:ms:mo:mH=39:27:32×2:16×(8+12):1×2×12

     =39:27:64:320:24

     

    Ar(O)×(4×2＋12)            16×20

    （3）氧元素的质量分数＝                      ×100% =          ×100%=67.5%

     Mr[KAl(SO4)2?12H20]          474

                                  12×Mr(H20)               12×18

    (4)含结晶水的质量分数=                    ×100% =          ×100%=45.57%

    Mr[KAl(SO4)2?12H20]           474

     

    例2.某甲醛溶液中氢元素的质量分数为10％，则碳元素的质量分数为多少？（甲醛的化学式为HCHO）

    【分析】本题常规解法是：先根据溶液中氢元素的质量分数求出甲醛的质量分数，再利用甲醛化学式求出溶液中碳元素的质量分数。这种解法运算太多，容易出错。

    分析甲醛化学式HCHO，我们会发现其中H、O原子个数比为2 ：1，即可将甲醛的化学式写作C(H2O)n 。则此题可以巧解。

    HCHO可写作C(H2O) ，可虚拟由HCHO和 H2O构成的溶液的化学式为 Cm(H2O)n

    H%=10%     则 H2O%=H%×18/2=90%

    所以C%=1-H2O%=1-90%=10%

    【答案】碳的质量分数为10％ 。

    例3.原计划用90kg尿素[CO(NH2)2]，现因缺货改用硝酸铵(NH4NO3)。计算要用多少千克的硝酸铵才能与90kg尿素的含氮量相等？

    【分析】 此题是求两种不同的物质中同一种元素的质量相等时，两种不同物质的质量关系。解答此题的方法有多种，最简单的方法是关系式法。关系式法首先要确定两种物资的分子个数比。根据元素质量相等时（同种元素），其中所含原子个数相同，可知当NH4NO3和CO(NH2)2中氮元素质量相等时，NH4NO3和CO(NH2)2的分子个数比是1 ：1，因为它们每一个分子中都含有两个氮原子。

      设x kg NH4NO3中含氮量与90kg CO(NH2)2的含氮量相等。

      据关系式         NH4NO3 ～  CO(NH2)2

    80                                60

    x kg       90kg

                80:60=x:90kg       x =120kg

    【答案】需用120kg的NH4NO3。

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    一、选择题（每小题只有1个正确答案）

    1.下列铜的化合物中，铜元素的质量分数最大的是                         （   ）

      A.CuO    B.CuSO4   C. Cu(OH)2   D. Cu2O

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    2. 质量相等的SO2和SO3，两者氧元素的质量比是                          (   )

       A.2 : 3   B. 5 : 6   C.2 : 5   D. 3 : 2

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    3.下列含碳物质中，碳元素质量分数最小的是                              （    ）

      A.干冰   B.甲烷   C. 生铁   D.二氧化碳

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    4.某石灰石样品，经分析含CaCO3为90％。则样品中钙元素的质量分数为    （   ）

      A.36%        B.40%       C.64%       D.80%

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    5.含有杂质的某硝酸铵样品，经测定其含氮元素的质量分数仍为35％，则其所含有的杂质一定有                                                                （    ）

      A. CO(NH2)2    B. NH4HCO3   C.NH4Cl    D.(NH4)2SO4 

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    6.要使SO2与SO3含有相同质量的氧元素，则SO2与SO3的分子个数比为    （     ）

    A.1：1      B.3：2     C.1：4     D.6：5

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    7.4.6g某物质在氧气中完全燃烧生成4.4gCO2和3.6gH2O，则该物质的组成为（     ）

       A.只含碳、氢两元素                         B.一定含碳、氢、氧三种元素

       C.一定含碳、氢两种元素，可能含氧元素       D.无法确定

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    8.由氧化镁和另一金属氧化物组成的混合物4g，其中含有氧元素1.8g,则另一种金属氧化是                                                                 (     )

     A.CuO     B.Fe2O3       C.Al2O3      D.CaO                        

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    9.在由CO2和O2组成的混合气体中，测知碳元素的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

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    10.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                            （    ）

    ①SO2　 ② SO2、CO   ③SO2、N2   ④CO、N2   ⑤SO2、CO、N2

    A.①②③     B.②③⑤    C.①②⑤      D①④⑤

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    11.由碳和氧两种元素组成的气体，经测定碳与氧两种元素的质量比为3：5，该气体是（   ）

      A.混合物     B.纯净物    C.化合物       D.有机物

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    12.有一种含CaCO3与CaO的混合物，测得其中钙元素质量分数为50％。取该混合物16g，经高温煅烧后，将剩余固体投入足量水中，固体全部溶解生成Ca(OH)2,则生成的Ca(OH)2质量为                                                                 （     ）

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    A.3.7g        B.7.4g      C.14.8g       D.22.2g

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    二、填空题

    13.康泰克等以前治疗感冒的常用药，因含PPA（苯丙醇胺）对人体有较大的副作用而被禁用，的化学式为C9H13ON，它由           种元素组成，每个PPA分子中共含有         个原子，其相对分子质量为           。

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    14.相同质量的NH4NO3与混有(NH4)2SO4的CO(NH2)2样品中含氮量相同，则混合物中(NH4)2SO4的CO(NH2)2两物质的质量比为          。

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    三、计算题

    15.某元素R可形成化学式为RO的氧化物，且其中R的质量分数为46.7％。

      （1）求R元素的相对原子质量；

      （2）R元素还可形成化学式为RO2的氧化物，若RO与RO2含有相同质量的R元素，求RO和RO2的质量比。

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    16.在CO和CO2的混合气体中，氧元素的质量分数为64％，将此混合气体10g通入足量的石灰水中，充分反应后得到白色沉淀的质量是多少？

     

    第一节

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    1.D  2.B  3.C  4.A  5.A  6.D  7.B  8.C  9.C  10.D  11.A  12.C  13.四  24  151  14.11：3  15.（1）14 （2）15：23  16. 10g

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