Question

2．（1）在标准状况下4.48L CH₄和CO₂混合气体的质量为6.0g，则混合气体平均摩尔质量为30 g/mol，相对于氢气的密度为15；CH₄和CO₂的质量比为4：11．
（2）相同体积、相同物质的量浓度的AgNO₃溶液，分别与相同体积的KCl、CuCl₂、AlCl₃溶液反应恰好完全反应，则KCl、CuCl₂、AlCl₃三种溶液的物质的量浓度之比为6：3：2．
（3）标准状况下，V L的某气体（摩尔质量为M g•mol^-1）溶解在1L水（水的密度近似为1g•cm^-3）中，假设气体完全溶解且不与水发生反应，溶液的密度为ρg•cm^-3，则所得溶液的物质的量浓度c=$\frac{1000ρV}{22400+VM}$mol/L．（选择以上字母表达计算式，要求化简）．

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算混合气体总物质的量，根据$\overline{M}$=$\frac{{m}_{总}}{{n}_{总}}$计算平均摩尔质量，相同条件下气体的密度之比等于摩尔质量之比，根据总质量、总物质的量列方程计算各自物质的量，再根据m=nM计算二者质量之比；
（2）相同体积、相同物质的量浓度的AgNO₃溶液中的AgNO₃物质的量相同，则氯离子物质的量相等，假设氯离子为3mol，计算KCl、CuCl₂、AlCl₃的物质的量，溶液体积相等，浓度之比等于其物质的量之比；
（3）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算气体的物质的量，根据m=nM计算气体质量，根据m=ρV计算水的质量，溶液质量=水的质量+气体质量，根据V=$\frac{m}{ρ}$计算溶液体积，再根据c=$\frac{n}{V}$计算溶液物质的量浓度．

解答 解：（1）混合气体总物质的量为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，则平均摩尔质量为$\frac{6g}{0.2mol}$=30g/mol，
相同条件下气体的密度之比等于摩尔质量之比，则混合气体相等氢气密度为$\frac{30g/mol}{2g/mol}$=15，
设甲烷、二氧化碳物质的量分别为xmol、ymol，则：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{16x+44y=6}\end{array}\right.$，解得x=y=0.1，故CH₄和CO₂的质量比为0.1mol×16g/mol：0.1mol×44g/mol=4：11，
故答案为：30；15；4：11；
（2）相同体积、相同物质的量浓度的AgNO₃溶液中的AgNO₃物质的量相同，则氯离子物质的量相等，假设氯离子为3mol，则KCl为3mol、CuCl₂为1.5mol，AlCl₃为1mol，溶液体积相等，浓度之比等于其物质的量之比，故KCl、CuCl₂、AlCl₃三种溶液的物质的量浓度之比为3mol：1.5mol：1mol=6：3：2，
故答案为：6：3：2；
（3）气体的物质的量为$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22.4}$mol，气体质量为$\frac{V}{22.4}$mol×Mg/mol=$\frac{VM}{22.4}$g，水的质量为1000mL×1g/mL=1000g，溶液质量=（1000+$\frac{VM}{22.4}$）g，溶液体积为$\frac{（1000+\frac{VM}{22.4}）g}{1000ρg/L}$=$\frac{22400+VM}{22400ρ}$L，溶液物质的量浓度为$\frac{\frac{V}{22.4}mol}{\frac{22400+VM}{22400ρ}L}$=$\frac{1000ρV}{22400+VM}$mol/L，
故答案为：$\frac{1000ρV}{22400+VM}$．

点评 本题考查物质的量有关计算，注意对物质的量浓度定义式的理解，（3）中计算溶液体积是关键，难度不大．