巧用1mol物質作標準 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中學，甘肅 金昌）

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

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，放出標準狀況下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：任何金屬與酸反應產生氫氣的實質均是金屬失電子，氫離子得電子，根據得失電子數目守恒，金屬失去1mol電子，生成氫氣0.5 mol（即1 g氫氣或標準狀況下11.2 L氫氣），假設與酸反應時金屬失去1 mol電子，需要金屬混合物的質量為x，則：，x=22 g（作為平均值）

四個選項中能與酸反應產生氫氣的金屬純凈物若要失去1mol電子，所需質量在以克為單位時，數值上均為金屬的相對原子質量除以金屬在該反應中所表現出的化合價。即要失去1mol電子，需要各金屬的質量分別為：

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

一定質量的金屬混合物與一定量的其他非金屬（如氯氣、硫等）反應，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）2三種雜質中的一種或兩種，現將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，對樣品所含雜質的正確判斷是 （ ）

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。假設生成1 molCaCO3（即100 gCaCO3）需要混合物的質量為x，則x≈153.3 g（作為平均值）

若要生成1 molCaCO3，需要K2CO3、Na2CO3的質量在以克為單位時，數值上等于其相對分子質量，即需要的質量分別為：

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

根據平均值原理，原混合物中一定含有KNO3，可能含有Na2CO3。故選C。

一定質量的氯化物混合物與硝酸銀反應生成一定量的氯化銀沉淀或一定質量的硫酸鹽混合物與氯化鋇反應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 含氣體雜質的乙炔4.16 g與氫氣加成生成飽和烷烴，共用去標準狀況下4.48 LH2，氣體雜質不可能是 （ ）

A.甲烷 B.丁二烯 C.丙炔 D.乙烯

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

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

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

根據平均值原理，原混合物中的氣體雜質不可能是丙炔，故選C。

一定質量的有機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，需要氧化鎂和選項中氧化物的質量在以克為單位時，數值上均等于其相對分子質量除以所含氧原子個數，即所需質量分別為：

根據平均值原理，原混合物中另一種氧化物為Al2O3，故選B。

一定質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：根據題意，100 g化肥混合物中含有32.5 g氮原子。假設含1 mol氮原子需要化肥混合物的質量為x，則x≈43.1g（作為平均值）

若要含1 mol氮原子，需要硝酸銨及選項中的化肥的質量分別為：

根據平均值原理，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量分數，確定混合物的組成均可采用此法。