每种元素占多少?
尿素化肥的包装袋上会写“含氮量 ≥ 46%”,补铁剂的说明书上会写每片含多少毫克铁。这些数字都能从化学式算出来。
元素质量比
化合物中各元素的质量比,等于各元素“相对原子质量 × 原子个数”之比。
例: 中,H : O = (1 × 2) : (16 × 1) = 2 : 16 = 1 : 8。
元素的质量分数
例: 中氧元素的质量分数 = 16 ÷ 18 × 100% ≈ 88.9%。
由化合物的质量求元素的质量
元素的质量 = 化合物的质量 × 该元素的质量分数。
例:36 g 水中含氢 36 g × 2/18 = 4 g。
🔧 数学工具卡 · 比例与百分比会了可以跳过
化简比:两个数同时除以它们的最大公约数,比如 2 : 16 = 1 : 8(都除以 2)。有小数时先同时乘 2 或 10 变成整数,比如 1 : 35.5 = 2 : 71。
算百分数:部分 ÷ 整体 × 100%,比如 16 ÷ 18 × 100% ≈ 88.9%。
把 12 : 32 化成最简整数比。
12 和 32 的最大公约数是 4,同时除以 4 得 3 : 8。
下面的计算器会给出每种元素的质量分数和质量比。改一改“物质的质量”,看看其中每种元素有多少克:
尿素 的含氮量算出来是 46.7%,和化肥袋上写的“≥ 46%”对得上。
例题 1:硝酸铵中氮的质量分数
求 中氮元素的质量分数。(N = 14,H = 1,O = 16)
- 数原子。 注意有 2 个 N(铵根里 1 个,硝酸根里 1 个)、4 个 H、3 个 O。
- 求相对分子质量。 14 × 2 + 1 × 4 + 16 × 3 = 80。
- 求质量分数。 14 × 2 ÷ 80 × 100% = 35%。
例题 2:二氧化碳中碳的质量
88 g 二氧化碳中含碳多少克?(C = 12,O = 16)
- 求碳的质量分数。 12 ÷ 44(可以先不化成百分数)。
- 求碳的质量。 88 g × 12/44 = 24 g。
- 反过来也能算。 要含 12 g 碳,需要二氧化碳 12 g ÷ (12/44) = 44 g。
常见误区
误区 1:漏数原子。 里有 2 个 N 原子,只算 1 个就会得到 17.5%。
误区 2:把原子个数比当成质量比。 中原子个数比 H : O = 2 : 1,但质量比是 1 : 8。
误区 3:分母用错。 质量分数的分母是整个相对分子质量。 中氧的质量分数是 16 ÷ 18,不是 16 ÷ 2。
即时小测
中铁元素的质量分数是?(Fe = 56,O = 16)
56 × 2 ÷ (56 × 2 + 16 × 3) × 100% = 112 ÷ 160 × 100% = 70%。
中碳、氧元素的质量比是?(C = 12,O = 16)
12 : (16 × 2) = 12 : 32 = 3 : 8。A 是原子个数比,D 忘了乘氧原子的个数。
小结
- 元素质量比 = 各元素“相对原子质量 × 原子个数”之比。
- 元素质量分数 = 相对原子质量 × 原子个数 ÷ 相对分子质量 × 100%。
- 元素的质量 = 化合物的质量 × 该元素的质量分数,也可以反过来求化合物的质量。
通往 AP(以后再看)
AP U1.3 会反过来用:由实验测出的各元素质量或质量分数,推出物质的经验式(最简式)。U1.4 还会计算混合物中某种成分的含量。