巧用1mol物質(zhì)作標(biāo)準(zhǔn) 快速確定混合物組成

劉有智

（甘肅省金昌市金川總校第一高級(jí)中學(xué)，甘肅 金昌）

在高中化學(xué)計(jì)算有關(guān)確定混合物組成的題中，有一類選擇題具有這樣的特點(diǎn)：一定質(zhì)量的混合物與其他物質(zhì)反應(yīng)，生成一定量的某一物質(zhì)，由此確定混合物的組成或已知一定質(zhì)量的混合物中所含某一元素的質(zhì)量，由此確定混合物的組成。此類試題一般是利用“平均值—假設(shè)法”求解，混合物質(zhì)量為平均值，將一定量的某一物質(zhì)或元素作為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出所需純凈物的質(zhì)量，利用平均值原理確定混合物的組成。但有時(shí)利用這種方法確定混合物組成往往計(jì)算量大，不利于快速確定混合物的組成，若巧用1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，就能大大減少計(jì)算量，快速確定混合物的組成。下面以具體實(shí)例進(jìn)行分類分析。

一、金屬混合物組成的確定

例1 將11 g金屬混合物粉末倒入稀鹽酸中，放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 LH2，此金屬混合物可能的組成是 （ ）

A.Ca與Fe B.Zn與 Fe C.Cu與Fe D.Mg與 Fe

分析：任何金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的實(shí)質(zhì)均是金屬失電子，氫離子得電子，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，金屬失去1mol電子，生成氫氣0.5 mol（即1 g氫氣或標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L氫氣），假設(shè)與酸反應(yīng)時(shí)金屬失去1 mol電子，需要金屬混合物的質(zhì)量為x，則：，x=22 g（作為平均值）

四個(gè)選項(xiàng)中能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的金屬純凈物若要失去1mol電子，所需質(zhì)量在以克為單位時(shí)，數(shù)值上均為金屬的相對(duì)原子質(zhì)量除以金屬在該反應(yīng)中所表現(xiàn)出的化合價(jià)。即要失去1mol電子，需要各金屬的質(zhì)量分別為：

Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，所以要失去1 mol電子，所需Cu的質(zhì)量可認(rèn)為是+∞（表示不可能）。根據(jù)平均值原理，要失去1 mol電子，一種金屬所需質(zhì)量大于22 g，另一種金屬所需質(zhì)量小于22 g，故選A、D。

一定質(zhì)量的金屬混合物與一定量的其他非金屬（如氯氣、硫等）反應(yīng)，確定混合物的組成也可采用此法。

二、鹽類混合物組成的確定

例 2 某 K2CO3樣品中含有 Na2CO3、KNO3和 Ba（NO3）2三種雜質(zhì)中的一種或兩種，現(xiàn)將6.9 g樣品溶于足量的水中，得到澄清溶液，若再加入過量的CaCl2溶液，得到4.5 g沉淀，對(duì)樣品所含雜質(zhì)的正確判斷是 （ ）

A.肯定有 KNO3和 Na2CO3，沒有 Ba（NO3）2

B.肯定沒有 Na2CO3和 Ba（NO3）2，可能有 KNO3

C.肯定有 KNO3，沒有 Ba（NO3）2，可能還有 Na2CO3

D.無法判斷

分析：首先根據(jù)混合物溶于足量水得到澄清溶液，可確定混合物中無Ba（NO3）2。假設(shè)生成1 molCaCO3（即100 gCaCO3）需要混合物的質(zhì)量為x，則x≈153.3 g（作為平均值）

若要生成1 molCaCO3，需要K2CO3、Na2CO3的質(zhì)量在以克為單位時(shí)，數(shù)值上等于其相對(duì)分子質(zhì)量，即需要的質(zhì)量分別為：

KNO3與CaCl2不反應(yīng)，若要生成1molCaCO3，則需要m（KNO3）=+∞（表示不可能）。

根據(jù)平均值原理，原混合物中一定含有KNO3，可能含有Na2CO3。故選C。

一定質(zhì)量的氯化物混合物與硝酸銀反應(yīng)生成一定量的氯化銀沉淀或一定質(zhì)量的硫酸鹽混合物與氯化鋇反應(yīng)生成一定量的硫酸鋇沉淀等，確定混合物的組成也可以采用此法。

三、烴類混合物組成的確定

例3 含氣體雜質(zhì)的乙炔4.16 g與氫氣加成生成飽和烷烴，共用去標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 LH2，氣體雜質(zhì)不可能是 （ ）

A.甲烷 B.丁二烯 C.丙炔 D.乙烯

分析：假設(shè)與1molH2加成生成飽和烷烴需要混合物的質(zhì)量為 x，則x=20.8 g（作為平均值）

若要與1 molH2加成生成飽和烷烴，需要乙炔和選項(xiàng)中除甲烷外的烴的質(zhì)量在以克為單位時(shí)，數(shù)值上等于其相對(duì)分子質(zhì)量除以1 mol該烴與H2完全加成生成烷烴需要H2的物質(zhì)的量，即：

甲烷與氫氣不反應(yīng)，若要與1 mol氫氣加成，則需要m（CH4）=+∞（表示不可能）。

根據(jù)平均值原理，原混合物中的氣體雜質(zhì)不可能是丙炔，故選C。

一定質(zhì)量的有機(jī)物混合物與一定量的氧氣完全燃燒等，確定混合物的組成也可以采用此法。

四、氧化物混合物組成的確定

例4 由氧化鎂和另一種金屬氧化物組成的混合物4 g，已知其中含氧1.8 g，則另一種金屬氧化物是 （ ）

A.CuO B.Al2O3C.Fe2O3D.CaO

若含有1 mol氧原子，需要氧化鎂和選項(xiàng)中氧化物的質(zhì)量在以克為單位時(shí)，數(shù)值上均等于其相對(duì)分子質(zhì)量除以所含氧原子個(gè)數(shù)，即所需質(zhì)量分別為：

根據(jù)平均值原理，原混合物中另一種氧化物為Al2O3，故選B。

一定質(zhì)量的混合物含有一定量的某元素，確定混合物的組成均可采用此法。

五、化肥混合物組成的確定

例5 某硝酸銨化肥含氮量為32.5%，只混入了一種其他化肥，那其中不可能混入其他化肥的是 （ ）

A.CO（NH2）2B.（NH4）2SO4C.NH4HCO3D.Ca（H2PO4）2

分析：根據(jù)題意，100 g化肥混合物中含有32.5 g氮原子。假設(shè)含1 mol氮原子需要化肥混合物的質(zhì)量為x，則x≈43.1g（作為平均值）

若要含1 mol氮原子，需要硝酸銨及選項(xiàng)中的化肥的質(zhì)量分別為：

根據(jù)平均值原理，硝酸銨化肥中不可能混入CO（NH2）2，故選A。

凡是已知混合物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確定混合物的組成均可采用此法。