Question

4．有CO、CO₂和N₂的混合氣體120g，其中碳元素的質量分數為20%，則該混合氣體中N₂的質量分數范圍10%～33.3%．

Answer 1

分析 設該混合氣體的質量為120g，則混合氣體中含碳120g×20%=24克，則原來木炭就為24克，假設木炭燃燒完全生成二氧化碳，求出此時氮氣的質量，假設木炭燃燒完全生成一氧化碳，求出此時氮氣的質量，氮氣的質量應在這兩個值之間．

解答 解：設該混合氣體的質量為120g．則混合氣體中含碳120g×20%=24克，則原來木炭就為24克，假設木炭燃燒完全生成二氧化碳，由化學式求出此時氧元素的質量為：24g÷（$\frac{12}{44}×100%$）=88克，求出此時氮氣的質量為120克-24克-84克=12克，則該混合氣體中N₂的質量分數為$\frac{12g}{120g}×100%$=10%；
假設木炭燃燒完全生成一氧化碳，求出此時氧元素的質量為：24g÷（$\frac{12}{28}×100%$）=56克，求出此時氮氣的質量為120克-24克-56克=40克，則該混合氣體中N₂的質量分數為$\frac{40g}{120g}×100%$≈33.3%；氮氣的質量應在10%～33.3%之間．
故答案為：10%～33.3%．

點評 本題是一道考查混合物質中根據某元素的質量分數來求的另外幾種物質或者元素的質量分數，方法有多種，但可以用排除法做類似的題目；難度較大，培養學生的創新和逆向思維能力．