《化学式与化合价》典例精析四

【例1】纳米材料，在军事上有广泛的用途，美国军用飞机的表面就涂有F-117隐身材料——纳米氧化铝等。氧化铝的化学式正确的是（    ）

A.AlO        B.Al₂O₃        C.Al₂O₂        D.Al₃O₂

【解析】氧化铝中铝为+3价，氧为-2价，在化合物中正负化合价的代数和为零，(+3)×2＋(-2)×3＝0，所以氧化铝的化学式为Al₂O₃。

【答案】B

【例2】①计算氧化铁（Fe₂O₃）中铁元素与氧元素的质量比。

②计算氧化铁（Fe₂O₃）中铁元素的质量分数。

③含有相同质量铁元素的氧化铁（Fe₂O₃）与四氧化三铁（Fe₃O₄）的质量之比。

【解析】本题考查元素质量、相对分子质量之间的相关运算。此题注意化学概念与数学计算的结合。计算化合物中各元素的质量比时，就是根据化学式计算出各元素原子的相对原子质量之和的最简整数比。此题为一道综合计算题，通过这道题把有关化学式的运算综合起来。学生在理清了元素质量、物质质量、元素的质量分数与原子质量、相对分子质量的关系后，回答这道题就不难了。同时，学生如果能顺利地把本题解答正确，也说明了对该部分知识掌握得很好。

【答案】

①Fe₂O₃中m(Fe)︰m(O)＝(56×2)︰(16×3)＝7︰3

②在计算化合物中某元素的质量分数时，就是根据化学式计算出某元素原子的相对原子质量之和与该化合物的式量之比。

Fe₂O₃中铁元素的质量分数为：

③解法（一）可设Fe₂O₃的质量为x，Fe₃O₄的质量为y，根据题意列出等量关系：

解法（二）直接观察Fe₂O₃和Fe₃O₄的化学式，要使两个物质含铁元素的质量相同，3个Fe₂O₃分子的相对分子量总和与2个Fe₃O₄分子的相对分子量总和相比就可以了。

则：m(Fe₂O₃)∶m(Fe₃O₄)＝Fe₂O₃的相对分子质量×3∶Fe₃O₄的相对分子质量×2

＝(160×3)︰(232×2)

＝30︰29

解答：①Fe₂O₃中m(Fe)︰m(O)＝(56×2)︰(16×3)＝7︰3

②Fe₂O₃中

③m(Fe₂O₃)∶m(Fe₃O₄)＝30︰29

【例3】纳米材料的研制是当今世界科技的前沿，1998年我国科学家就已经纳米氮化镓。已知镓和氮的原子结构示意图中氮的最外层电子数为3，氮的最外层的电子数为5，则氮化镓的化学式为（    ）

A.Ga₅N₃        B.GaN        C.Ga₂N₃        D.Ga₃N₂

【解析】本题考查如何正确书写物质的化学式。根据原子结构的特点确定元素的化合价，即镓原子易失去最外层3个电子显+3价，氮原子易得到3个电子显-3价。根据书写物质化学式的一般规则而得到答案。

【答案】B

【例4】某一种气态氮的氧化物250 mL（在标准状况下）质量为0.33 g，它的组成里氧的质量分数为53.3%，求它的化学式。

【解析】考查求化学式的方法。本题是求化学式的简单计算，可以设该元素的化合价，写出化学式，列式求解。

【答案】

设氮元素的化合价为+x，则氮的氧化物的化学式为N₂O_x。由题意得：

所以化学式为NO。