巧用1mol物质作标准 快速确定混合物组成

刘有智

（甘肃省金昌市金川总校第一高级中学，甘肃 金昌）

在高中化学计算有关确定混合物组成的题中，有一类选择题具有这样的特点：一定质量的混合物与其他物质反应，生成一定量的某一物质，由此确定混合物的组成或已知一定质量的混合物中所含某一元素的质量，由此确定混合物的组成。此类试题一般是利用“平均值—假设法”求解，混合物质量为平均值，将一定量的某一物质或元素作为标准，计算出所需纯净物的质量，利用平均值原理确定混合物的组成。但有时利用这种方法确定混合物组成往往计算量大，不利于快速确定混合物的组成，若巧用1mol物质为标准，就能大大减少计算量，快速确定混合物的组成。下面以具体实例进行分类分析。

一、金属混合物组成的确定

例1 将11 g金属混合物粉末倒入稀盐酸中，放出标准状况下5.6 LH2，此金属混合物可能的组成是 （ ）

A.Ca与Fe B.Zn与 Fe C.Cu与Fe D.Mg与 Fe

分析：任何金属与酸反应产生氢气的实质均是金属失电子，氢离子得电子，根据得失电子数目守恒，金属失去1mol电子，生成氢气0.5 mol（即1 g氢气或标准状况下11.2 L氢气），假设与酸反应时金属失去1 mol电子，需要金属混合物的质量为x，则：，x=22 g（作为平均值）

四个选项中能与酸反应产生氢气的金属纯净物若要失去1mol电子，所需质量在以克为单位时，数值上均为金属的相对原子质量除以金属在该反应中所表现出的化合价。即要失去1mol电子，需要各金属的质量分别为：

Cu与稀盐酸不反应，所以要失去1 mol电子，所需Cu的质量可认为是+∞（表示不可能）。根据平均值原理，要失去1 mol电子，一种金属所需质量大于22 g，另一种金属所需质量小于22 g，故选A、D。

一定质量的金属混合物与一定量的其他非金属（如氯气、硫等）反应，确定混合物的组成也可采用此法。

二、盐类混合物组成的确定

例 2 某 K2CO3样品中含有 Na2CO3、KNO3和 Ba（NO3）2三种杂质中的一种或两种，现将6.9 g样品溶于足量的水中，得到澄清溶液，若再加入过量的CaCl2溶液，得到4.5 g沉淀，对样品所含杂质的正确判断是 （ ）

A.肯定有 KNO3和 Na2CO3，没有 Ba（NO3）2

B.肯定没有 Na2CO3和 Ba（NO3）2，可能有 KNO3

C.肯定有 KNO3，没有 Ba（NO3）2，可能还有 Na2CO3

D.无法判断

分析：首先根据混合物溶于足量水得到澄清溶液，可确定混合物中无Ba（NO3）2。假设生成1 molCaCO3（即100 gCaCO3）需要混合物的质量为x，则x≈153.3 g（作为平均值）

若要生成1 molCaCO3，需要K2CO3、Na2CO3的质量在以克为单位时，数值上等于其相对分子质量，即需要的质量分别为：

KNO3与CaCl2不反应，若要生成1molCaCO3，则需要m（KNO3）=+∞（表示不可能）。

根据平均值原理，原混合物中一定含有KNO3，可能含有Na2CO3。故选C。

一定质量的氯化物混合物与硝酸银反应生成一定量的氯化银沉淀或一定质量的硫酸盐混合物与氯化钡反应生成一定量的硫酸钡沉淀等，确定混合物的组成也可以采用此法。

三、烃类混合物组成的确定

例3 含气体杂质的乙炔4.16 g与氢气加成生成饱和烷烃，共用去标准状况下4.48 LH2，气体杂质不可能是 （ ）

A.甲烷 B.丁二烯 C.丙炔 D.乙烯

分析：假设与1molH2加成生成饱和烷烃需要混合物的质量为 x，则x=20.8 g（作为平均值）

若要与1 molH2加成生成饱和烷烃，需要乙炔和选项中除甲烷外的烃的质量在以克为单位时，数值上等于其相对分子质量除以1 mol该烃与H2完全加成生成烷烃需要H2的物质的量，即：

甲烷与氢气不反应，若要与1 mol氢气加成，则需要m（CH4）=+∞（表示不可能）。

根据平均值原理，原混合物中的气体杂质不可能是丙炔，故选C。

一定质量的有机物混合物与一定量的氧气完全燃烧等，确定混合物的组成也可以采用此法。

四、氧化物混合物组成的确定

例4 由氧化镁和另一种金属氧化物组成的混合物4 g，已知其中含氧1.8 g，则另一种金属氧化物是 （ ）

A.CuO B.Al2O3C.Fe2O3D.CaO

若含有1 mol氧原子，需要氧化镁和选项中氧化物的质量在以克为单位时，数值上均等于其相对分子质量除以所含氧原子个数，即所需质量分别为：

根据平均值原理，原混合物中另一种氧化物为Al2O3，故选B。

一定质量的混合物含有一定量的某元素，确定混合物的组成均可采用此法。

五、化肥混合物组成的确定

例5 某硝酸铵化肥含氮量为32.5%，只混入了一种其他化肥，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：根据题意，100 g化肥混合物中含有32.5 g氮原子。假设含1 mol氮原子需要化肥混合物的质量为x，则x≈43.1g（作为平均值）

若要含1 mol氮原子，需要硝酸铵及选项中的化肥的质量分别为：

根据平均值原理，硝酸铵化肥中不可能混入CO（NH2）2，故选A。

凡是已知混合物中某元素的质量分数，确定混合物的组成均可采用此法。