Question

11．已知CO和CO₂混合气体的质量为14.4g，在标准状况下的体积为8.96L，试回答下列问题：
（1）该混合气体的平均摩尔质量为36g/mol；
（2）混合气体中碳原子的个数为0.4N_A（用N_A表示阿伏伽德罗常数的值）；
（3）将混合气体依次通过如图装置，最后收集在气球中（实验在标准状况下进行）；
①气球中收集到的气体的摩尔质量为28g/mol；
②气球中的体积为4.48L．

Answer 1

分析 （1）标况下混合气体的体积为8.96L，其物质的量为：$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，根据M=$\frac{m}{n}$计算出平均摩尔质量；
（2）设出一氧化碳、二氧化碳的物质的量，根据气体的总质量和总物质的量列方程式计算；
（3）将混合气体依次通过如图装置，则CO₂会被NaOH溶液吸收，剩余CO，被浓硫酸干燥后，则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体．
①一种物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量；
②气球中的气体为CO，根据体积V=nVm来计算．

解答 解：（1）混合气体的体积为8.96L，则物质的量为其物质的量为：$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，
混合气体的平均摩尔质量为：$\frac{14.4g}{0.4mol}$=36g/mol，
故答案为：36g/mol；
（2）设混合气体中CO的物质的量为xmol，CO₂的物质的量为ymol，则根据混合物的质量为14.4g可得：28x+44y=14.4 ①；
根据气体的物质的量为0.4mol可得：x+y=0.4 ②
解①②得：x=0.2mol、y=0.2mol．
由于CO和CO₂中均含1个碳原子，故0.2molCO和0.2molCO₂中共含0.4molC原子即0.4N_A个，故答案为：0.4N_A；
（3）将混合气体依次通过如图装置，则CO₂会被NaOH溶液吸收，剩余CO，被浓硫酸干燥后，则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体．
①气球中收集到的气体为CO，而一种物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量，故收集到气体的摩尔质量为28g/mol，故答案为：28g/mol；
②气球中的气体为CO，其体积V=nVm=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故答案为：4.48．

点评 本题考查了有关混合物反应的计算，题目难度中等，为高频考点，试题侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意质量守恒定律在化学计算中的应用方法．