题目内容
20.取一定量的CH4与一定量的O2混合点燃,生成CO、CO2和H2O(g)的混合物49.6g,将燃烧产物通过无水CaCl2,CaCl2的质量增加25.2g,则混合气体中CO的质量为11.2g.分析 无水氯化钙能够吸收水蒸气,气体质量减少25.2g为水蒸气质量,根据生成水的质量可以计算一氧化碳的质量,根据H原子守恒可计算CH4的物质的量,根据C原子守恒可计算CO、CO2的总的物质的量,设CO、CO2的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者物质的量及质量列方程计算x、y的值,根据m=nM计算CO的质量.
解答 解:无水CaCl2时CaCl2增重25.2克,则水的质量为25.2g,所以n(H2O)=$\frac{25.2g}{18g/mol}$=1.4mol,
根据H原子守恒可计算CH4的物质的量为n(CH4)=$\frac{1}{2}$n(H2O)=$\frac{1}{2}$×1.4mol=0.7mol,
根据C原子守恒,可知CO和CO2的总的物质的量为0.7mol,
由于水的质量为25.2g,所以一氧化碳和二氧化碳的质量为:49.6g-25.2g=24.4g,
设CO、CO2的物质的量分别为xmol、ymol,则:x+y=0.7、28x+44y=22.4,
解得:x=0.4、y=0.3,
所以混合气中CO的质量为:0.4mol×28g/mol=11.2g,
故答案为:11.2g.
点评 本题考查混合物的计算,题目难度中等,注意从原子守恒的角度解答,关键根据水的质量判断甲烷的物质的量,试题侧重考查学生的分析、理解能力.
练习册系列答案
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11.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是( )
A. | 除去粗盐中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 | |
B. | ②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段 | |
C. | ③④⑤中溴元素均被氧化 | |
D. | 蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法 |
8.下列电离方程式或水解方程式中,错误的是( )
A. | Na2CO3+2H2O?H2CO3+2NaOH | B. | NH3•H20?NH4++OH- | ||
C. | CH3COOH?H++CH3COO- | D. | Na2SO3+H2O?NaHS03+NaOH |
15.有一种苯的同系物,分子式为C9H12,苯环上只含有一个取代基,则其与氢气完全加成后的产物的一氯代物有(不考虑立体异构)( )
A. | 11种 | B. | 12种 | C. | 13种 | D. | 14种 |
5.下列实验操作或实验原理的说法中正确的是( )
A. | 用图1装置构成锌--铜原电池 | |
B. | 用图2装置选择裂化汽油提取溴水中溴 | |
C. | 用图3装置灼烧碳酸钙制取少量氧化钙 | |
D. | 用图4装置验证在该条件下铁钉发生吸氧腐蚀 |
19.实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯的反应如下
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
物质的相关数据如下表:
(1)制备乙酸正丁酯
①在干燥的50ml圆底烧瓶中,加入3.7g的正丁醇和3.3g冰醋酸,再加入2~3滴浓硫酸,摇匀,投入1~2粒沸石 按图安装带分水器的回流反应装置,并在分水器中预先加入水,使水面略低于分水器的支管口.打开冷凝水,圆底烧瓶在石棉网上用小火加热.在反应过程中,通过分水器下部的旋塞不断分出生成的水,注意保持分水器中水层液面原来的高度,使油层尽量回到圆底烧瓶中.反应达到终点后,停止加热,记录分出的水的体积.
(二)产品的精制
②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,用适量的水洗涤.有机层继续用一定体积10%Na2CO3洗涤至中性,再用适量的水洗涤,最后将有机层转移至锥形瓶中,再加入少量无水硫酸镁固体.静置片刻,过滤除去硫酸镁固体.
③将②处理后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中,进行蒸馏纯化,收集126.1℃的馏分,得乙酸正丁酯3.5g.
回答有关问题:
(1)装置B的名称是球形冷凝管
(2)步骤①中判断反应终点的依据是分水器中的水层不再增加时,视为反应的终点
(3)产品的精制过程步骤②中,第一次水洗的目的是洗去大部分的硫酸和醋酸等用饱和Na2CO3溶液洗涤有机层,该操作的目的是除去产品中含有的残留酸等杂质第二次洗的目的是洗去乙酸正丁酯中的盐分实验中加入少量无水硫酸镁的目的是干燥
(4)下列关于蒸馏操作的说法,正确的是B
A、温度计的水银柱应插入到液面以下
B、蒸馏过程中,加入沸石(碎瓷片)的目的是防止暴沸
C、冷凝管进出水的方向是上进下出
D、为提高蒸馏的速度,可以不用石棉网而直接用酒精灯进行加热.
(5)步骤③的常压蒸馏,需收126.1℃的馏分,沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏,一般不用上述冷凝管而用空气冷凝管,可能原因是防止因温差过大,冷凝管炸裂
(6)该实验过程中,列式计算生成乙酸正丁酯的产率(保留2位有效数字)60%.
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
物质的相关数据如下表:
化合物 | 相对分子质量 | 密度/g•cm-3 | 沸点/℃ | 溶解度/100g水 |
正丁醇 | 74 | 0.80 | 118.0 | 9 |
冰醋酸 | 60 | 1.045 | 118.1 | 互溶 |
乙酸正丁酯 | 116 | 0.882 | 126.1 | 0.7 |
①在干燥的50ml圆底烧瓶中,加入3.7g的正丁醇和3.3g冰醋酸,再加入2~3滴浓硫酸,摇匀,投入1~2粒沸石 按图安装带分水器的回流反应装置,并在分水器中预先加入水,使水面略低于分水器的支管口.打开冷凝水,圆底烧瓶在石棉网上用小火加热.在反应过程中,通过分水器下部的旋塞不断分出生成的水,注意保持分水器中水层液面原来的高度,使油层尽量回到圆底烧瓶中.反应达到终点后,停止加热,记录分出的水的体积.
(二)产品的精制
②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,用适量的水洗涤.有机层继续用一定体积10%Na2CO3洗涤至中性,再用适量的水洗涤,最后将有机层转移至锥形瓶中,再加入少量无水硫酸镁固体.静置片刻,过滤除去硫酸镁固体.
③将②处理后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中,进行蒸馏纯化,收集126.1℃的馏分,得乙酸正丁酯3.5g.
回答有关问题:
(1)装置B的名称是球形冷凝管
(2)步骤①中判断反应终点的依据是分水器中的水层不再增加时,视为反应的终点
(3)产品的精制过程步骤②中,第一次水洗的目的是洗去大部分的硫酸和醋酸等用饱和Na2CO3溶液洗涤有机层,该操作的目的是除去产品中含有的残留酸等杂质第二次洗的目的是洗去乙酸正丁酯中的盐分实验中加入少量无水硫酸镁的目的是干燥
(4)下列关于蒸馏操作的说法,正确的是B
A、温度计的水银柱应插入到液面以下
B、蒸馏过程中,加入沸石(碎瓷片)的目的是防止暴沸
C、冷凝管进出水的方向是上进下出
D、为提高蒸馏的速度,可以不用石棉网而直接用酒精灯进行加热.
(5)步骤③的常压蒸馏,需收126.1℃的馏分,沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏,一般不用上述冷凝管而用空气冷凝管,可能原因是防止因温差过大,冷凝管炸裂
(6)该实验过程中,列式计算生成乙酸正丁酯的产率(保留2位有效数字)60%.