Question

120°C时，在密闭容器中点燃20.8g甲烷和氧气的混合气，甲烷完全反应后将混合气体依次通过足量的浓硫酸和足量的澄清石灰水，前者增重10.8g（设整个过程中，外界条件保持不变）．试通过计算回答：
（1）写出该条件下甲烷和氧气反应的化学方程式．
（2）此时在石灰水中生成沉淀的质量是多少？

Answer 1

分析：（1）根据水的质量可计算甲烷的质量，根据总质量可知氧气的质量，进而判断生成物并书写相关反应的化学方程式；
（2）根据方程式计算生成沉淀的质量．

解答：解：（1）n（H₂O）=

10.8g

18g/mol

=0.6mol，
则：n（CH₄）=

1

2

×n（H₂O）=

1

2

×0.6mol=0.3mol
m（CH₄）=0.3mol×16g/mol=4.8g，
m（O₂）=20.8g-4.8g=16g，
n（O₂）=

16g

32g/mol

=0.5mol，
n（CH₄）：n（O₂）=0.3mol：0.5mol=3：5，
则反应的方程式为：3CH₄+5O₂ 

点燃

CO₂+2CO+6H₂O，
答：该条件下甲烷和氧气反应的化学方程式为3CH₄+5O₂ 

点燃

CO₂+2CO+6H₂O．
（2）由反应方程式3CH₄+5O₂ 

点燃

CO₂+2CO+6H₂O可知，n（CO₂）=

1

3

×n（CH₄）=

1

3

×0.3mol=0.1mol，
则：n（CaCO₃）=n（CO₂）=0.1mol，
m（CaCO₃）=0.1mol×100g/mol=10.0g，
答：在石灰水中生成沉淀的质量是10.0g．

点评：本题考查化学方程式的计算，题目难度不大，注意判断反应的方程式为解答本题的关键．