Question

實驗室可選用圖15-39中的部分或全部裝置測定由SO₂、CH₄、CO₂和H₂所組成的混合氣體中某種成分的質量分數(shù)。設氣體通過每種裝置時都能完全反應。?

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圖15-39

已知：2CH+(4x+y)CuO2xCO₂+(4x+y)Cu+yH₂O?

(1)若只測定SO₂氣體，必須選用的裝置是：          （填裝置序號，下同）；若只測定混合氣體中的CO₂，必須選用的裝置有          。?

（2）若四種氣體分別依次通過③④①②⑤和③④⑤②①,是否都可測量出四種氣體的質量分數(shù)？          （填“能”或“不能”）。?

（3）若混合氣體總質量為M g，分別依次通過③④①②⑤，實驗②裝置減少M₁ g，⑤裝置增重M₂ g，則原混合氣體中CH₄的質量分數(shù)w (CH₄)          。?

（4）若將混合氣體中甲烷換成乙烯，其他不變（已知：3CH₂CH₂+2KMnO₄(�。�+4H₂O3CH₂OH—CH₂OH+2KOH+2MnO₂↓)，設每次原混合氣體取樣均為M g，只選用裝置中的③④⑤，能否測定混合氣體中SO₂的質量分數(shù)？          （填“能”或“不能”）。如果能，請簡要寫出你的設計方案和結果：?　　　　　　　?　　　　　　　　　　　　　。??

Answer 1

（1）③�、邰佗芑颌邰佗荩ㄌ睥邰芑颌邰菀部桑�?

（2）能　（3）?

(4)能　先取m g混合試樣慢慢通過裝置③，測出裝置③增加的質量，設為a g；再取m g混合試樣，先慢慢通過裝置⑤再通過裝置③，測出③增加的質量b g。w(SO₂)=。

解析：（1）SO₂、CO₂都是酸性氣體，皆可被堿吸收。另SO₂具有較強還原性，CO₂有弱氧化性，故只測定SO₂時必須選用裝置③。若只測定CO₂，則必須除SO₂后再經(jīng)干燥管被堿吸收，必須選用的裝置為③①④或③①⑤。（2）氣體經(jīng)過③可測得SO₂的質量，通過④可測得CO₂的質量，經(jīng)①干燥后，再通過②，此時可用H₂和CH₄的物質的量表示反應前后的質量差，最后利用⑤增重的量又可得到含H₂和CH₄物質的量的方程，可求得二者的物質的量。①與⑤所起作用一致，順序顛倒不會影響結果，即兩種順序皆能滿足要求。?

（3）設CH₄和H₂的物質的量分別為n(CH₄)、n(H₂),則：?

  CH₄+4CuO4Cu+CO₂　+　2H₂O　　質量差?

1 mol                          1 mol       2 mol       64 g?

n(CH₄)                       n(CH₄)     2n(CH₄)   64n(CH₄)　　

   H₂+CuOCu+H₂O　　質量差?

1 mol                     1 mol      16 g?

n(H₂)                      n(H₂)   16n(H₂)?

?

(4)④的作用依然是測定CO₂的質量。若使混合試樣通過裝置③，則其質量的增加為乙烯、SO₂的質量和。另取試樣，若先通過裝置⑤，則SO₂被吸收，再通過③時的增重為乙烯的質量，質量差即為SO₂的質量，進而可求SO₂的質量分數(shù)。