Question

生态农业涉及农家肥料的综合利用。某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体8.96L（标准状况）。该气体通过盛有红色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了4.8g。将反应后气体通入过量的澄清Ca(OH)₂溶液，充分吸收，生成沉淀10g。

(1) 原混合气体的物质的量是____________；生成沉淀的摩尔质量是____________。

(2) 原混合气体中甲烷的体积是____________，氮气的体积_________       __ 。

 

Answer 1

【答案】

（8分）(1) 0.4mol   ,   100g/mol；         (2) 1.68L ，V_N2 =6.72L

【解析】（1）根据标准状况下的气体摩尔体积是22.4L/mol可知，混合气体的物质的量是8.96L÷22.4L/mol＝0.4mol；生成的沉淀是碳酸钙，摩尔质量是 100g/mol。

（2）根据方程式CH₄＋4CuOCO₂↑＋2H₂O↑＋4Cu可知，每消耗1mol甲烷，固体质量就减少64g，所以根据硬质玻璃管的质量减轻了4.8g可知，参加反应的甲烷是4.8÷64＝0.075mol，标准状况下的体积是0.075mol×22.4L/mol＝1.68L；生成的CO₂的物质的量是0.075mol，则原混合气中CO₂的物质的量是0.1mol－0.075mol＝0.025mol，所以氮气的物质的量是0.4mol－0.075mol－0.025mol＝0.3mol，标准状况下的体积是0.3mol×22.4L/mol＝6.72L。