Question

生態(tài)農(nóng)業(yè)涉及農(nóng)家肥料的綜合利用．某種肥料經(jīng)發(fā)酵得到一種含有甲烷（CH₄）、二氧化碳、氮氣的混合氣體8.96L（標準狀況）．該氣體通過盛有紅色CuO粉末的硬質(zhì)玻璃管，發(fā)生的反應(yīng)為：CH₄+4CuO

△

CO₂↑+2H₂O↑+4Cu．當甲烷完全反應(yīng)后，硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕了4.8g．將反應(yīng)后氣體通入足量的澄清Ca（OH）₂溶液，充分吸收，生成沉淀10g．
（1）原混合氣體的物質(zhì)的量是多少？
（2）求原混合氣體中甲烷及氮氣體積．

Answer 1

考點：化學方程式的有關(guān)計算

專題：

分析：（1）根據(jù)n=

V

Vm

計算混合氣體的總物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量之差，利用差量法計算甲烷的質(zhì)量，生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)n=

m

M

計算甲烷的物質(zhì)的量，生成沉淀10g為碳酸鈣，根據(jù)n=

m

M

計算碳酸鈣物質(zhì)的量，根據(jù)碳元素守恒計算混合物中二氧化碳的物質(zhì)的量，進而計算氮氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計算甲烷、氮氣的體積．

解答： 解：（1）標況下，混合氣體的總物質(zhì)的量為

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，
答：混合氣體的物質(zhì)的量為0.4mol；
（2）設(shè)甲烷質(zhì)量為m，生成二氧化碳為n，則：
CH₄+4CuO

△

CO₂↑+2H₂O↑+4Cu  質(zhì)量減少
16g       44g                 64g
m         n                   4.8g
m=

4.8g×16g

64g

=1.2g
n=

44g×4.8g

64g

=3.3g
則n（CH₄）=

1.2g

16g/mol

=0.075mol，V（CH₄）=0.075mol×22.4L/mol=1.68L，
生成沉淀10g為碳酸鈣，碳酸鈣物質(zhì)的量為

10g

100g/mol

=0.1mol，根據(jù)碳元素守恒，混合物中二氧化碳的物質(zhì)的量為0.1mol-

3.3g

44g/mol

=0.025mol，故氮氣的物質(zhì)的量0.4mol-0.075mol-0.025mol=0.3mol，故氮氣的體積為0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
答：原混合氣體中甲烷體積為1.68L，氮氣體積為6.72L．

點評：本題考查混合物計算，注意利用差量法計算甲烷的質(zhì)量，注意生成碳酸鈣的二氧化碳源于原混合氣體及甲烷反應(yīng)生成的二氧化碳，難度不大．