例谈求混合物中质量分数的巧解策略

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例谈求混合物中质量分数的巧解策略 求质量分数问题是初中化学计算中的重要内容,也是中考命题的热点之一,且命题形式灵活多样。如果运用所学知识准确分析题目的内在联系,抓住问题关键和实质,按一定关系巧妙求解,则可省去很多繁杂的运算和变化的中间过程,化繁为简,化难为易,从而使解题效果准确快速,事半功倍。现将巧解混合物中质量分数的方法总结归纳,分类例谈,以供参考。 一、巧用质量守恒 例1. 向一未知质量分数的溶液中,加入溶液至沉淀完全,滤去沉淀,称得滤液质量与加入的溶液质量相等,求原溶液的溶质质量分数。 解析: 由质量守恒定律得: 又由题意知: 故有 根据上述反应方程式,可知参加反应的和生成的的质量关系,所以 原溶液中的溶质质量分数 二、巧用元素守恒 例2. 若干克铜和氢氧化铜的混合物在空气中充分加热,冷却后称得产物的质量等于原混合物的质量,则原混合物中铜元素的质量分数是() A. 20% B. 40% C. 60% D. 80% 解析:经过完全反应后,因铜元素的质量不变,可根据铜元素的质量守恒,得到产物氧化铜中
铜元素和原混合物中铜元素的质量相等。即铜元素在混合物中的质量分数为氧化铜中铜元素的

质量分数:,答案为D。
三、巧用质量分数守恒
例3. 已知100℃时的溶解度为246g,20℃时的溶解度为31.6g。如果把200 g 100℃
的饱和溶液冷却到20℃时有晶体析出,求这时所得溶液中溶质的质量分数。

解析:解答本题若囿于习惯思维,则应先求得析出晶体质量,再求20℃时溶液和溶质质
量,最后求溶质的质量分数。如果考虑到溶解度和溶质质量分数的关系,将使计算显得格外简
单。然后根据质量分数守恒,即同一温度下某溶质的饱和溶液溶质质量分数相等,便可确定本
题答案为24%。

四、巧用定比

例4. 由组成的混合物,测得其中含硫24%,求混合物中氧元素的
质量分数。

解析:通过观察三种物质的化学式可看出,无论把三种物质按何种比例混合,Na与S的原子个
数比都是2∶1,进而求出Na与S的质量比为46∶32。设钠元素的质量分数为x,则有

求解得:
故混合物中氧元素的质量分数为:

五、巧用等效替换
例5. 由组成的混合物,测得其中含硫,则其中含氧元素的质
量分数为___________。
解析:这类题目若设组分的质量分数,再建立代数方程求解,最后求氧元素的质量分数,不仅
运算量大,耗时多,而且计算不一定准确。根据相对原子质量的数量关系,中
的钠、氢可分别看作用一个镁原子来替换,这样由三种物质组成的混合物可视为仅有一
种物质。设镁元素的质量分数为x,则有

求解得,故混合物中氧元素质量分数为:
六、巧妙转化
例6. 在某溶液中,测得和水分子的个数比为1∶100,求该溶液中溶质质量分
数。

解析:要求溶质质量分数,必须知溶质质量和溶液质量或溶剂质量,该题显然无法求得。已知
溶液中某离子与溶剂水分子的个数比,要注意先根据溶质的电离方程式转化为溶质与溶剂的分
子个数比,再转化为质量比,最后求出质量分数。

在溶液中:。因为与水分子的个数比为1∶100,所以溶质
与水的分子个数比为1∶200,二者的质量比为400×1∶18×200=1∶9,因此溶液

中溶质的质量分数。
七、巧取特殊值
例7. 在化合物和中,Y的质量分数分别为40%和50%,则在化合物中Y的质量
分数为( )

A. 20% B. 25% C. 30% D. 35%
解析:本题是根据X、Y、Z元素的相对原子质量求中Y的质量分数。因求比值,可设特
殊值代入,化繁为简进行计算。在中:Y∶2X=40∶60=2∶3,在中:Y∶2Z=1∶1。

令,则
故中Y的质量分数为:

故选B
八、巧妙假设
例8. 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气,反应前混合物中二氧化锰占20%,反应后二氧化
锰占25%,求氯酸钾的分解率。

解析:本题若按常规解法,不仅计算量大,而且解题速度慢。若能利用二氧化锰在此反应中作
催化剂,其质量在反应前后保持不变的特点,以二氧化锰的质量作假设量,将使计算化繁为简。

设二氧化锰质量为a g,则

反应前固体质量为:
反应后固体质量为:
氯酸钾总质量为:
生成氧气质量为:
然后根据化学方程式求出已反应的氯酸钾质量,最后求出氯酸钾的分解率。
九、巧找关系式
例9. 某固体样品,含4.96%的水分和11.04%的,取100g此样品与642.4 g 10%
的盐酸反应,充分反应后,再用20%的KOH溶液若干克恰好中和剩余的酸,此时共得溶液766.88g,
求所得该溶液的溶质质量分数。

解析:有关的反应有:

由于已知反应后所得溶液的质量,所以说本题的关键是求出所得溶液中的溶质的质量。常
规解法是先求固体样品中KOH生成的KCl质量,再求样品中的生成的KCl质量,最后求
出20%的KOH溶液生成的KCl质量,三者之和就是所得溶液含有的KCl质量。如此计算太复杂,
加上盐酸是分散消耗,很容易出错。

如能这样考虑可使求溶质质量问题简化:由上述反应方程式可看出,不论盐酸和KOH或
反应,每一个HCl分子反应后都生成一个KCl分子。又由于642.4 g 10%的盐酸恰好反应完,所
以,可用此盐酸为标准去计算生成的KCl质量。

设最后所得溶液中有KCl x g

因此,所得溶液中溶质质量分数为:
十、巧妙推理
例10. 把一瓶稀硫酸平分四等份,使之分别与下列物质反应,所得溶液中溶质质量分数最小的
是()

A. B. C. D.
解析:解答本题不必逐一计算,只需分析推理便能快速作答。由反应方程式(略)可知,当硫
酸用量相等时,生成硫酸镁的质量必定是相同的。因此,所得溶液中溶质质量分数的大小完全
取决于水的多少。溶液中的水有两个来源,一是稀硫酸中的,其质量均等;二是反应后生成的,

唯与硫酸反应生成的水最多。因此与硫酸反应所得溶液中溶质的质量分
数最小,故答案应选C。

对于求混合物中质量分数问题,要善于分析其内在联系,抓住实质,找出解决问题的巧妙方法。
这样既节省了时间,又简化了运算步骤和运算过程。教师在教学过程中重视培养学生的解题技
能技巧,有利于启迪学生思维,发展学生的知识迁移能力和综合能力,同时也能达到培养学生
创新能力的教学效果。