九陰真經的化學老題目,以知化合物中氧的重量百分比,求原子量

2014-08-30 6:20 pm
有個一老題目是已知某金屬的兩種氧化物中氧化物個別含氧的重量百分比為22.6與50.5,我解了半天解出金屬的原子量為109.6,是解答的兩倍,回頭看各方解法,發現大家都很聰明的將最初的化學式設為m2ox與m2oy......不過問題是最初是設mox還是m2ox應該不影響解答才對啊= =?頂多是最終x:y的比從2:7變成1:7,但解出來的結果卻不是如此?為什麼啊???

請問這兩個設法的差異到底在哪啊???
更新1:

喔 果然不可以理所當然的視m2o2啊......我問了老半天大家都叫我記起來即可....這種說法顯然莫名其妙...謝啦.....

回答 (1)

2014-08-30 11:48 pm
✔ 最佳答案
倍比定律:若兩元素可以生成兩種或兩種以上的化合物時,在這些化合物中,一元素的質量固定(即莫耳數固定),則另一元素的質量成簡單整數比(即莫耳數成簡單整數比)。

設金屬的化學符號為 M,其原子量為 y。

在第一個氧化物中:
莫耳數比 M : O = (100-22.6)/y : 22.6/16 = 1 : (22.6/77.4)×(y/16)

在第二個氧化物中:
莫耳數比 M : O = (100-50.5)/y : 50.5/16 = 1 : (50.5/49.5)×(y/16)

固定 M 的莫耳數,兩個氧化物中 O 的莫耳數比
= (22.6/77.4) : (50.5/49.5)
= 1 : (50.5/49.5)×(77.4/22.6)
= 1 : 3.5
= 2 : 7

所以該兩個化物中,莫耳數比 M : O 分別為 1 : 2k 及 1 : 7k。

當 k = 1 時:莫耳數比 M : O 分別為 1 : 2 及 1 : 7
化學式分別為 MO2 及 MO7。
在 MO7 中,M 是 +14 價(金屬最高是 +7 價)。
因此,k = 1 不合理,要降低 k 的值。

當 k = 1/2 時,莫耳數比 M : O 分別是 1 : 1 及 1 : 3.5 (= 2 : 7)
化學式分別是 MO 及 M2O7。(再無其他 k 值可給出合理的化學式)

考慮 MO:
莫耳數比 M : O = (100-22.6)/y : 22.6/16 = 1 : 1
(100-22.6)/y = 22.6/16
y/77.4 = 16/22.6
y = 77.4 × (16/22.6)
y = 54.8
該金屬的原子量 = 54.8

或:
考慮 MO:
莫耳數比 M : O = (100-50.5)/y : 50.5/16 = 2 : 7
7 × (49.5/y) = 2 × (50.5/16)
y /346.5 = 16/101
y = 346.5 × (16/101)
y = 54.9
該金屬的原子量 = 54.9

2014-08-30 17:18:40 補充:
簡化的計法:

當計算得當固定 M 的莫耳數,兩個氧化物中 O 的莫耳數比 = 2 : 7 後。
考慮 MOx 型:化學式 MO2 及 MO7 (不合理,因 MO7 中 M 為 +14 價)
考慮 M2Ox 型:化學式為 M2O2 (MO) 及 M2O7 (合理)
MkOx 型 (k > 2):所得化學式均不合理

因此,化學式為 MO 及 M2O7,然後據此計算原子量。

2014-08-30 17:31:16 補充:
由以上 可解決你的問題。就是 MOx 和 M2Ox,選哪一個較好。我的答案是你通常要考慮 MOx、M2Ox、M3Ox「三個情況,選取其中合理的」。

例如當計算得固定 M 的莫耳數,兩個氧化物中 O 的莫耳數比 = 3 : 4 後。
考慮 MOx 型:化學式為 MO3 及 MO4 (不合理,因 M 為 +8 價)
考慮 M2Ox 型:化學式為 M2O3 及 M2O4 = MO2 (合理)
考慮 M3Ox 型:化學式為 M3O3 = MO 及 M3O4 (合理)
MkOx 型 (k > 3):所得化學式均不合理

所以有兩組合理答案。

2014-08-30 17:45:52 補充:
更正:M 的最高價數為 +8。
因此,以上 MOx 型是合理答案。

2014-08-30 17:48:50 補充:
更正:M 的最高價數為 +7。
因此,以上 MOx 型答案中的 MO4 不合理。
參考: 胡雪, 土扁, 土扁, 土扁, 土扁


收錄日期: 2021-05-01 13:10:36
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20140830000016KK01679

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