Question

16．已知某種氣態化石燃料含有碳和氫兩種元素．為了測定這種燃料中碳和氫兩種元素的質量分數，可將氣態燃料放入足量的氧氣中燃燒，并使產生的氣體全部通入如圖所示的裝置，得到如表所列的實驗數據（U形管中干燥劑只吸收水蒸氣且假設產生的氣體完全被吸收）．

	實驗前	實驗后
（干燥劑+U形管）的質量	101.1g	102.9g
（石灰水+廣口瓶）的質量	312.0g	314.2g

根據實驗數據求：
（1）實驗完畢后，生成物中水的質量為1.8 g．假設廣口瓶里生成一種正鹽，其質量為5.0 g．
（2）生成的水中氫元素的質量為0.2 g．
（3）生成的CO₂中碳元素的質量為0.6 g．
（4）氣態化石燃料中碳元素與氫元素的質量比為3：1．

Answer 1

分析 （1）因為該燃料含C、H、O三種元素，故燃燒產物為CO₂和H₂O，由題意可知U形管增加的質量為吸收水的質量，廣口瓶增加的質量為生成的CO₂質量，生成的正鹽為CaCO₃，根據碳原子守恒計算CaCO₃的物質的量，再根據m=nM計算CaCO₃的質量；
（2）根據水的分子式中H元素質量分數計算；
（3）根據碳元素守恒、結合m=nM計算二氧化碳中C元素質；
（4）由元素守恒，結合（2）（3）中的數據計算．

解答 解：（1）因為該燃料含C、H、O三種元素，故燃燒產物為CO₂和H₂O，由題意可知U形管增加的質量為吸收水的質量：102.9g-101.1g=1.8g，
廣口瓶增加的質量為生成的CO₂質量：314.2g-312.0g=2.2g，CO₂的物質的量為：$\frac{2.2g}{44g/mol}$=0.05mol，廣口瓶中生成的正鹽為CaCO₃，根據C原子守恒可知生成CaCO₃ 0.05mol，其質量為：0.05mol×100g/mol=5.0g，
故答案為：1.8；5.0；
（2）水中含H元素質量為：1.8×$\frac{2}{18}$=0.2g，
故答案為：0.2；
（3）生成的0.05mol CO₂，含C元素質量為：0.05mol×12g/mol=0.6g，
故答案為：0.6；
（4）根據C、H元素守恒，該燃料中碳、氫元素的質量之比為：m（C）：m（H）=0.6g：0.3g=3：1，
故答案為：3：1．

點評 本題考查探究物質組成、測量物質含量，題目難度中等，明確實驗前后各裝置中質量差的含義為解答關鍵，注意掌握質量守恒定律在化學計算中的應用方法，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．