例析與化學(xué)式相關(guān)的計(jì)算

典例呈現(xiàn)

例 （2024·廣西·改編）已知1 g氮元素大致相當(dāng)于6. 25 g蛋白質(zhì)。通過測(cè)定樣品中氮元素的含量可以計(jì)算出蛋白質(zhì)的含量，部分測(cè)定過程如下：

①樣品 + H2SO4 [] （NH4）2SO4 + CO2↑ + SO2↑ + H2O。

②（NH4）2SO4 + 2NaOH [ ] Na2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O。

某品牌奶粉部分營養(yǎng)成分表如下：

[營養(yǎng)成分 蛋白質(zhì) 碳水化合物 脂肪 Ca 每100 g奶粉含量 17.5 g 61.2 g 16.2 g 0.55 g ]

取100 g該奶粉樣品，測(cè)得CO2、NH3的質(zhì)量分別為a、b。下列說法正確的是（ ）。

A. 該奶粉樣品只有蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪和Ca

B. 該奶粉樣品中碳、氮元素的質(zhì)量比為17a∶44b

C. 若a = 8.8 g，則該奶粉樣品中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.8%

D. 若b = 3.4 g，則該奶粉樣品中蛋白質(zhì)的含量與營養(yǎng)成分表中的基本一致

破解策略

A. 由m（奶粉） > m（蛋白質(zhì)） + m（碳水化合物） + m（脂肪） + m（Ca）可知，該奶粉樣品還有其他成分，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。

B. 該奶粉樣品中碳元素的質(zhì)量 = CO2中碳元素的質(zhì)量 = a × [1244×100%] = [3a11]，該奶粉樣品中氮元素的質(zhì)量 = NH3中氮元素的質(zhì)量 = b × [1417×100%] = [14b17]，可得該奶粉樣品中碳、氮元素的質(zhì)量比 = [3a11]∶[14b17] = [51a154b]，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。

C. 若a = 8.8 g，該奶粉樣品中碳元素的質(zhì)量 = [3a11] = [3×8.8 g11] = 2.4 g，該奶粉樣品中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = [2.4 g100 g×100%] = 2.4%，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

D. 若b = 3.4 g，該奶粉樣品中氮元素的質(zhì)量 = [14b17] = [14×3.4 g17] = 2.8 g，又由1 g氮元素大致相當(dāng)于6.25 g蛋白質(zhì)，可得蛋白質(zhì)的質(zhì)量 = 2.8 g × 6.25 = 17.5 g，即與營養(yǎng)成分表中的信息一致，故選項(xiàng)D正確。

答案：D

總結(jié)提升

有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算公式匯總?cè)缦聢D，以物質(zhì)AxMy為例（設(shè)A、M元素的相對(duì)原子質(zhì)量分別為a、b）進(jìn)行說明。

[化學(xué)式] [相對(duì)原子質(zhì)量] [原子個(gè)數(shù)] [×] [之和][之比][÷ 相對(duì)分子質(zhì)量 × 100%][相對(duì)分子質(zhì)量] [各元素的質(zhì)量比] [某元素的

質(zhì)量分?jǐn)?shù)] [物質(zhì)中某元素的質(zhì)量] [× 物質(zhì)質(zhì)量]

1. 求相對(duì)分子質(zhì)量：AxMy的相對(duì)分子質(zhì)量 = ax + by。

2. 求各原子的個(gè)數(shù)比：A、M的原子個(gè)數(shù)比 = x ： y。

3. 求組成元素的質(zhì)量比：A、M的元素質(zhì)量比 = ax ： by。

4. 求物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：A元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = [axax+by×100%]；M元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = [byax+by×100%]。

5. 由物質(zhì)的質(zhì)量求某元素的質(zhì)量：A元素的質(zhì)量 = AxMy的質(zhì)量 × A元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = AxMy的質(zhì)量 × [axax+by×100%]；M元素的質(zhì)量 = AxMy的質(zhì)量 × M元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = AxMy的質(zhì)量 × [byax+by×100%]。

6. 由某元素質(zhì)量求物質(zhì)的質(zhì)量：AxMy的質(zhì)量 = [A元素的質(zhì)量A元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)] = [A元素的質(zhì)量axax+by×100%]（或AxMy的質(zhì)量 = [M元素的質(zhì)量M元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)] = [M元素的質(zhì)量byax+by×100%]）。

變式訓(xùn)練

1. （2024·黑龍江·齊齊哈爾·改編）蔗糖（C12H22O11）是紅糖、白糖和冰糖的主要成分，是生活中常用的甜味劑。請(qǐng)根據(jù)蔗糖的化學(xué)式進(jìn)行計(jì)算。

（1）蔗糖的相對(duì)分子質(zhì)量是 ；

（2）蔗糖中碳、氫的原子個(gè)數(shù)比是 （寫出最簡(jiǎn)整數(shù)比）；

（3）蔗糖中氫元素和氧元素的質(zhì)量比是 （寫出最簡(jiǎn)整數(shù)比）；

（4）蔗糖中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 （結(jié)果保留0.1%）；

（5）34.2 g蔗糖中含有 g碳元素。

2. （2024·福建·改編）辣椒素（C18H27NO3）是決定辣椒辣味的主要物質(zhì)。下列說法正確的是（ ）。

A. 辣椒素的相對(duì)分子質(zhì)量為305 g

B. 辣椒素中含有臭氧分子（O3）

C. 辣椒素中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

D. 辣椒素中碳、氮元素的質(zhì)量比為18∶1

3. “端午時(shí)節(jié)粽飄香。”據(jù)研究，粽子的香味來源于粽葉中含有的對(duì)乙烯基苯酚（化學(xué)式為C8H8O）。下列有關(guān)對(duì)乙烯基苯酚的說法正確的是（ ）。

A. 對(duì)乙烯基苯酚屬于氧化物

B. 對(duì)乙烯基苯酚中含有4個(gè)氫分子

C. 對(duì)乙烯基苯酚中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小

D. 對(duì)乙烯基苯酚中碳元素和氧元素的質(zhì)量比為8∶1

4. 水是生命之源。理論上，通過測(cè)量外星球礦樣中氫元素的質(zhì)量，可換算出礦樣中水的質(zhì)量。若1.0 g某礦樣含氫的質(zhì)量為8.0 × 10-5 g，則含水的質(zhì)量為 g。

5. “嫦娥六號(hào)”月球采樣返回，“天問二號(hào)”成功抵達(dá)火星，標(biāo)志著我國航天事業(yè)取得突破性進(jìn)展。月壤含某硅酸鹽，其化學(xué)式為CaAl2Si2O8。

（1）該硅酸鹽的相對(duì)分子質(zhì)量為 。

（2）該硅酸鹽含 種金屬元素。

（3）該硅酸鹽中Si、O的原子個(gè)數(shù)比為 ，質(zhì)量比為 。

（4）該硅酸鹽中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （列式即可）。

（5）若用27.8 g該硅酸鹽提煉金屬鋁，最多可得鋁的質(zhì)量為 。

答案： 1. （1）342 （2）6∶11 （3）1∶8 （4）6.4% （5）14.4 2. C 3. C 4. 7.2 × 10-4 5. （1）278 （2）2 （3）1∶4 7∶16 （4）[40278×100%] （5）5.4 g

（作者單位：福建省廈門市翔安第一中學(xué)）