Question

（2008·上海）生態農業涉及農家廢料的綜合利用，某種肥料經發酵得到一種含甲烷、二氧化碳、氮氣的混合氣體。2.016L（標準狀況）該氣體通過盛有紅熱CuO粉末的硬質玻璃管，發生的反應為：CH₄+4CuOCO₂+2H₂O+4Cu。當甲烷完全反應后，硬質玻璃管的質量減輕4.8g。將反應后產生的氣體通入足量的澄清石灰水中,充分反應吸收,生成沉淀8.5g，則：

（1）原混合氣體中甲烷的物質的量是                          。

（2）原混合氣體中氮氣的體積分數為多少？（寫出計算過程）

Answer 1

⑴0.075mol            ⑵5.56%

解析:

根據題意，2.016L（標準狀況）混合氣體的物質的量為：2.016/22.4 = 0.090 mol

（1）由方程式CH₄+4CuOCO₂+2H₂O+4Cu可知，玻璃管質量減輕的4.8g為CuO中氧的質量，故原混合氣體中甲烷的物質的量為：4.8/(16×4）=0.075mol

（2）由“將反應后產生的氣體通過過量的澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀8.5g”可知，反應后氣體中CO₂的物質的量為：8.5/100 =0.085 mol，則原混合氣中CO₂的物質的量為：0.085 mol- 0.075mol = 0.010mol，故原混合氣體中氮氣的物質的量為：0.090 mol- 0.075mol - 0.010mol = 0.005mol，從而可得原混合氣體中氮氣的體積分數為：

0.005mol/0.090mol ×100﹪= 5.56%