Question

工业上用丁烷氧化法制醋酸，反应的化学方程式可表示为：
2C₄H₁₀＋5O₂4CH₃COOH＋2H₂O
现用58吨丁烷为原料制取醋酸，求：
（1）理论上需要标准状况下的空气         m³（设空气中O₂、N₂的体积分数分别为0.2、0.8），同时生成水         吨。
（2）若生成的醋酸溶解在生成的水中，所得醋酸的质量分数为          %。
（3）若同时生产质量分数为100%的冰醋酸m₁吨和质量分数为50%的醋酸m₂吨，且，需补充水y吨，则y与x的关系式为                （用含x的代数式表示y）；若不补充水，则m₁＋m₂＝           。

Answer 1

（5分）（1）2.8×10⁵ ；18（2）86.96%（3） ；138；每空1分

试题分析：（1）令O₂需要的物质的量为xmol
则2C₄H₁₀+5O₂＝4CH₃COOH+2H₂O
58×2g   5mol
58×10⁶  xmol
解得x＝2.5×10⁶mol
所以需要空气的体积为（2.5×10⁶
令生成水y吨，则：
2C₄H₁₀+5O₂＝4CH₃COOH+2H₂O
58×2g             18×2g
58吨                y吨
所以y＝18吨
（2）令生成醋酸m吨，则
2C₄H₁₀+5O₂＝4CH₃COOH+2H₂O
58×2g     4×60g
58吨       m吨
所以m＝120吨
由（1）中计算可知，生成水18吨，生成的醋酸溶解在生成的水中，所得醋酸的质量分数为
（3）由题意可知，m₁+50%×m₂＝120
若需补充水y吨，则50%×m₂＝8+y
所以m₂＝36+2y
则m₁＝120－18-y＝102－y
即102-y＝x（36+2y）
即
若不补充水，50%×m₂＝18
所以m₂＝36
故m₁＝120-50%×m₂＝102
所以m₁+m₂＝36+102＝138
故y＝138
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题贴近高考，综合性强，旨在培养学生分析、归纳和总结问题的能力，有利于调动学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性。也有助于培养学生的逻辑推理能力和规范的答题能力。