高考化學復習之元素質量分數計算題型分析(3)

　　[例7]19世紀中期,某化學家為測定元素X的相對原子質量,選擇了如下方法:制備了含有元素X的4種化合物A、B、C、D，并測定出每種化合物中X的質量分數.在2500C時,4種化合物都是氣體.將它們分別注入預先抽成真空的4個等容積的燒瓶中,直到每個燒瓶內的壓力達到1.013x105Pa,稱量每個燒瓶的質量,減去空瓶的質量,可得燒瓶內氣體的質量.用氮氣重復這一過程.所得數據如下：

　　氣體    氣體質量    氣體中X的質量分數

　　N2    0.652g

　　A    0.849g    97.40%

　　B    2.398g    68.98%

　　C    4.581g    85.26%

　　D    3.583g    92.25%

　　請通過計算確定元素X的名稱.

　　解析：分析題給信息后已知N2、A、B、C、D五種氣體的質量,X元素的質量分數,N2的相對分子質量.由N2的質量和摩爾質量(28g.mol-1),可推知燒瓶中氮氣的物質的量為0.625/28mol.五種氣體處于同溫、同壓、同體積的條件,根據阿伏加德羅定律知五種氣體的分子數,物質的量均分別相等.

　　求出各氣體的摩爾質量以及每摩爾氣體中X元素的質量,并進行比較.

　　氣體    氣體的摩爾質量    1mol氣體中X元素的質量

　　A    36.5g/mol    35.5g

　　B    102.9g/mol    70.9g=35.5x2g

　　C    208.2g/mol    177.2g=35.5x5g

　　D    153.7g/mol    141.7g=35.5x4g

　　因由分子構成的氣體物質的摩爾質量數值等于其相對分子質量,每個氣體分子中含有整數個X元素的原子,故X元素的摩爾質量為35.5g.mol-1,X元素的相對原子質量為35.5,即X元素的名稱為氯元素。

　　六、已知元素的質量分數確定物質的化學式

　　[例8] 元素X可與B、N、O分別形成由兩種元素組成的化合物，在這三種化合物中B、N、O的質量分數依次為w(B)=16.2%,w(N)=19.7%,w(O)=29.6%,且知這三種化合物的式量小于100.試通過計算確定X為何種元素,并寫出各化合物的化學式.(已知相對原子質量:B-11、N-14、O-16)

　　解析：乍看此題,因不知B、N、O在化合物中的化合價，似乎無從下手。若一一討論,則情況又太多、太繁,也不可取.因元素X與B、N、O形成的化合物的式量均小于100,故: 元素X與B形成的化合物中含B<100x16.2%=16.2,即只可能含1個B原子; 元素X與N形成的化合物中含N<100x19.7%=19.7,即只可能含1個N原子; 元素X與O形成的化合物中含O<100x29.6%=29.6,即只可能含1個O原子;設三種化合物的化學式分別為BXa、NXb、OXc，則：

　　a個X的相對原子質量之和為：11/16.2%-11=57

　　b個X的相對原子質量之和為：14/19.7%-14=57

　　c個X的相對原子質量之和為：16/29.6%-16=38

　　又因a、b、c是自然數,故57、38都應是X的相對原子質量的整數倍，即X的相對原子質量的數值是57、38的公約數，據此可知X的相對原子質量一定為19，即X是F元素。三種化合物的化學式分別為BF3、NF3、OF2。

　　[例9]已知有機物A只可能含C、H、O中的兩種或三種，若A中含碳的質量分數與甲烷中含碳的質量分數相等，則A可能是________、_________(寫出兩種化學式)。

　　解析：因A與CH4含碳的質量分數相等,則只需將H質量與O質量進行等量代換即可,即16H~O。

　　如CH4 虛擬  8CH4~C8H32 16H~O  C8H16

　　或9CH4~C9H36 16H~O C9H20O

　　或10CH4~C10H40  32H~2O  C10H8O2。

　　故A的化學式為: C8H16O、C9H20O或C10H8O2。