Question

.（8分）生态农业涉及农家废料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016L（标准状况）该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH₄+4CuOCO₂+2H₂O+4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8g。将反应后产生的气体通入足量的澄清石灰水中,充分反应吸收,生成沉淀8.5g，则：

（1）原混合气体中甲烷的物质的量是                          。

（2）原混合气体中氮气的体积分数为多少？（写出计算过程）

Answer 1

⑴0.075mol            ⑵5.56%

解析:

根据题意，2.016L（标准状况）混合气体的物质的量为：2.016/22.4 = 0.090 mol

（1）由方程式CH₄+4CuOCO₂+2H₂O+4Cu可知，玻璃管质量减轻的4.8g为CuO中氧的质量，故原混合气体中甲烷的物质的量为：4.8/(16×4）=0.075mol

（2）由“将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀8.5g”可知，反应后气体中CO₂的物质的量为：8.5/100 =0.085 mol，则原混合气中CO₂的物质的量为：0.085 mol- 0.075mol = 0.010mol，故原混合气体中氮气的物质的量为：0.090 mol- 0.075mol - 0.010mol = 0.005mol，从而可得原混合气体中氮气的体积分数为：

0.005mol/0.090mol ×100﹪= 5.56%