有关化学式的计算

名师简介：申艳秋，辽宁省骨干教师，辽宁省化学学科兼职教研员，就职于辽宁省实验学校，从事化学教学工作30余年，辽宁省初中化学名师申艳秋工作室主持人，沈阳师范大学硕士研究生导师，2008、2012、2014和2020年沈阳市中考命题组成员。

有关化学式的计算常以最新的科技成果或时事新闻中的特殊物质为载体，利用物质的化学式来考查物质的元素组成、分类，一般是根据相关标签或说明书辨识某些食品、药品的主要成分，并能比较、分析相应物质的含量。中考题型主要以选择题、填空题和计算题为主。

课标要求

化学式是学习书写化学方程式的基础。同学们要在真实情境中从宏观与微观、定性与定量的视角来进行研究、分析及解决实际问题，探索物质的性质与组成、结构，形成“物质的组成”大概念。

学习策略

一、能从定性与定量相结合的视角，进行物质组成的简单计算

（一）可以通过化学式进行下列基本计算

1.化学式中所有原子的相对原子质量之和，即是该物质的相对分子质量。相对分子质量常用Mr表示，它是一个比值，单位为“1”，通常省略不写。

例1 计算SO2、CO（NH2）2的相对分子质量。

解析：Mr（SO2） = 32 + 16 × 2 = 64；

Mr［CO（NH2）2］ = 12 + 16 + （14 + 1 × 2） × 2 = 60。

2.计算元素质量时，化学式中同一种元素的原子要合并计算，不能遗漏。

例2 计算硝酸铵（NH4NO3）中各元素的质量比。

解析：NH4NO3中，m（N）∶m（H）∶m（O） = （14 × 2）∶（1 × 4）∶（16 × 3） = 7∶1∶12。

3.计算某元素的质量分数时，式子最后要乘100%，以使结果为百分数的形式。

例3 计算NH4NO3中氮元素的质量分数。

解析：[14×214×2+1×4+16×3] × 100% = 35%。

（二）化合物质量与组成元素质量的换算

方法：化合物质量[× a%][÷ a%]元素质量。

1.已知纯净物的质量，求其中某元素的质量。

方法：某元素的质量 = 化合物的质量 × 化合物中该元素的质量分数。

例4 计算100 g NH4NO3中氮元素的质量是多少。

解析：100 g × [14×214×2+1×4+16×3] × 100% = 100 g × 35% = 35 g。

2.含有杂质的化合物中某元素质量的计算。

方法：某元素的质量 = [混合物的质量×纯度] × 化合物中该元素的质量分数。

例5 10 kg 含NH4NO3 98%的化肥（杂质不含元素）中氮元素的质量是多少？

解析：10 kg × 98% × [14×214×2+1×4+16×3] × 100% = 3.43 kg。

3.已知某元素的质量，求化合物的质量。

方法：某元素的质量 ÷ 化合物中该元素的质量分数。

例6 某炼铁厂要生产含铁224 t的生铁，理论上要消耗氧化铁的质量是多少？

解析：[56×256×2+16×3×100%] = 70%，224 t ÷ [70%] = 320 t。

例7 某蔬菜基地原計划每亩田施用氮肥碳酸氢铵（NH4HCO3）7.9 kg，因缺货，现改施尿素[CO（NH2）2]，若要达到相同的施肥效果，则每亩菜田要施用尿素的质量是多少？（提示：“相同的施肥效果”指的是蔬菜吸收氮元素的质量相等）

解析：设尿素的质量为[x]。可列方程式[x×14×260×100%] = [7.9 kg] × [1479×100%]，解得[x] = 3 [kg]。

4. 在混合物（杂质不含该元素时）中，某物质（某元素）的质量分数（纯度）的计算。

方法：纯度 = [某物质质量混合物质量×100%]（[或混合物中某元素的实际质量分数纯净物中该元素的质量分数×100%]）。

例8 某不纯的尿素[CO（NH2）2]化肥（杂质不含氮元素）中氮元素质量分数为42.4%，求这种化肥中尿素的质量分数。（结果保留0.1%）

解析：取[m] g化肥样品，设尿素样品中尿素纯度为x。可列方程式（m g × x）[×14×260×100%] = [m g] × 42.4%，解得x = 90.9%。

（三）拓展延伸——求化合物的化学式（或化学式中各原子的个数比）

方法：化学反应前后元素的种类与质量不变，利用燃烧法测定某些反应物、生成物的质量，利用[元素的质量相对原子质量]求各元素的原子的个数比。

例9 某化合物2.3 g在氧气中完全燃烧，产生4.4 g二氧化碳和2.7 g水，则该化合物中各元素的原子个数比是多少？化学式是什么？

解析：该化合物中碳元素的质量 = 4.4 g [× 1244×100%] = 1.2 g，该化合物中氢元素的质量 = 2.7 g × [218×100%] = 0.3 g，则该化合物中氧元素的质量 = 2.3 g - 1.2 g - 0.3 g = 0.8 g，该化合物中碳、氢、氧元素的原子个数比 = [1.2 g12]∶[0.3 g1]∶[0.8 g16] = 2∶6∶1，则该化合物的化学式为C2H6O。

二、根据相关标签或说明书辨识某些食品、药品的主要成分，并能比较、分析相应物质的含量

例10 尿素是一种常见的氮肥，化学式为 CO（NH2）2，如果你在购买尿素的时候发现其外包装袋上宣传广告如图1所示，你会购买吗？为什么？

解析：CO（NH）2中氮元素的质量分数 = [14×212+16+（14+1×2）×2] × 100% ≈46.7%，即纯净的尿素中氮元素的质量分数为46.7%，46.7% < 51.3%，因此该广告为虚假广告，不会购买。

例11 如图2的标签是某品牌袋装鲜牛奶的说明书，请回答下列问题。

（1）该袋鲜牛奶属于（填“纯净物”或“混合物”）。

（2）这一袋牛奶至少含钙g（结果精确到0.01 g）。

（3）该牛奶中钙元素的质量分数至少为。

解析：（1）混合物；（2）[486 mL100 mL] × 110 mg = 534.6 mg ≈ 0.53 g；（3）[0.53 g500 g ] × 100% = 0.11%。