密闭容器中盛有CH4.N2和O2的混合气.点火使其充分反应.CH4全部转化为CO.CO2和H2O.待容器恢复至室温.测得容器内的混合气中碳元素的质量分数为12%.则反应前混合气中N2的质量分数可能为( )A．28%B．42%C．54%D．64% 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

18．密闭容器中盛有CH₄、N₂和O₂的混合气，点火使其充分反应，CH₄全部转化为CO、CO₂和H₂O，待容器恢复至室温，测得容器内的混合气中碳元素的质量分数为12%，则反应前混合气中N₂的质量分数可能为（　　）

A．

28%

B．

42%

C．

54%

D．

64%

分析设反应后该混合气体的质量为100g．则混合气体中含碳元素12g，假设甲烷燃烧完全生成二氧化碳和水，求出此时氮气的质量，假设甲烷燃烧完全生成一氧化碳和水，求出此时氮气的质量，氮气的质量应在共同区间内．

解答解：
设反应后该混合气体的质量为100g．则混合气体中含碳元素12g，则原来甲烷的质量就为12g÷$\frac{12}{16}$=16g，甲烷中氢元素的质量为16g-12g=4g，所以生成水的质量为4g÷$\frac{2}{18}$=36g；所以反应前混合气的质量为100g+36g=136g．
第一种情况：假设甲烷燃烧完全生成二氧化碳和水：
则二氧化碳的质量为12g÷$\frac{12}{44}$=44g，此时假设氧气完全反应，剩余的都是氮气，则氮气的质量为100g-44g=56g，这样氮气的在反应前的混合物中最大质量分数为$\frac{56g}{136g}$×100%=41.2%．而如果剩余气体中只有氧气，则氮气的质量分数为0，所以氮气的质量分数介于0～41.2%之间．
第二种情况：假设甲烷燃烧完全生成一氧化碳和水：
则一氧化碳的质量为12g÷$\frac{12}{28}$=28g，此时假设氧气完全反应，剩余的都是氮气，则氮气的质量为100g-28g=72g这样氮气的在反应前的混合物中最大质量分数为$\frac{72g}{136g}$×100%=52.9%．而如果剩余气体中只有氧气，则氮气的质量分数为0，所以氮气的质量分数介于0～52.9%．
由于CH₄全部转化为CO、CO₂和H₂O，也就是同时又二氧化碳和一氧化碳，则反应前的氮气的质量分数应该是在0～41.2%之间．
故选A．

点评本题是一道考查混合物质中根据某元素的质量分数来求的另外几种物质或者元素的质量分数，方法有多种，但可以用排除法做类似的题目；难度较大，培养学生的创新和逆向思维能力．

练习册系列答案

（1）室温时，乙（填“甲”、“乙”或“丙”）溶液可能是不饱和溶液．
（2）若甲中含有少量丙，应用降温结晶法提纯．
（3）图2中能表示乙物质的溶解度曲线的是c（填“a”、“b”或“c”）．
（4）t₂℃时，甲、乙、丙三种物质等质量的饱和溶液中水的质量由大到小的顺序是乙＞丙＞甲．
（5）若用质量分数为6%的甲溶液配制150g质量分数为2%的甲溶液，需加水100g；主要实验步骤为计算、量取、混匀．

9．碳酸钠俗名纯碱，是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料．我国化学家侯德榜对制碱工业有重大贡献，他发明的制碱方法，被誉为“侯氏制碱法”，其生产工艺流程示意图及过程中涉及的主要反应如图：

①NH₃+H₂O+CO₂═NH₄HCO₃ ②NH₄HCO₃+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃（晶体）
③2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，请回答下列问题：
（1）碳酸钠属于盐（填“酸”、“碱”或“盐”），它的俗名叫纯碱是因为碳酸钠的水溶液显碱性．
（2）粗盐水中主要含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质离子，工业上常加入稍过量的NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液及适量的盐酸等除去杂质离子、精制．加入稍过量的NaOH溶液可以除去Mg²⁺，加NaOH溶液和加BaCl₂溶液的先后顺序可以（选填“可以”或“不可以”）颠倒；最后加入盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠和过量的碳酸钠．
（3）X是滤液中最主要的成分，X与Ca（OH）₂反应的产物之一可用于该生产工艺流程的循环使用，该产物为氨气．

6．2015年的诺贝尔奖颁发给了因发现对抗疟疾的青蒿素的我国药学家屠呦呦．青蒿素的化学式为C₁₅H₂₂O₅，它在湿、热条件下易分解．下列说法错误的是（　　）

	A．	提取青蒿素不宜在高温下进行
	B．	青蒿素是由碳、氢、氧三种元素组成的
	C．	青蒿素是由C₁₅H₂₂O₅分子构成的
	D．	青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比为15：22：5

13．2016年全国两会对我国的污染治理给予了高度关注．
（1）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是高铁上常用的一种“绿色环保高效”消毒剂．高铁酸钠中铁元素的化合价为+6；
（2）汽车方便了人们的出行，使用甲醇（CH₃OH）作为汽车的燃料，可以减少汽车尾气带来的空气污染．写出甲醇完全燃烧的化学反应方程式2CH₃OH+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂+4H₂O．
（3）汽车尾气、工业尾气中的二氧化氮是一种气体污染物，在一定条件下氨气和二氧化氮反应能转化为无害的氮气和水，试写出上述反应的化学方程式6NO₂+8NH₃$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$7N₂+12H₂O．

3．

实验Ⅰ：实验室制O₂．
【实验装置】如图1所示．
【实验步骤】
①检查装置气密性；
②向锥形瓶中加入MnO₂，塞进带导管和仪器A的双孔橡皮塞，关闭活塞C，向A中添加双氧水，塞上塞子B，将导管放入底部有少量黄沙的集气瓶中，盖上玻璃片；
③在仪器A中加入过氧化氢溶液，控制活塞C，逐渐滴加双氧水，收集O₂并验满．
（1）写出仪器A的名称：分液漏斗；
（2）步骤①中，检查装置气密性的方法是：关闭活塞C，把导管末端插入水中，然后双手紧握锥形瓶，观察导管口是否有气泡冒出．若有气泡，则气密性良好．反之，气密性不好；
（3）步骤②中，塞进双孔橡皮塞的方法是：先把导管用水润湿，然后左手拿橡皮塞，右手拿导管，双手配合慢慢旋转插入；
（4）步骤③中，验满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明氧气已收集满；
（5）若用图2装置收集O₂，则O₂由a端通入（填“a”或“b”）；
（6）下列关于本实验的叙述中，错误的是AB：
A．为了快速获得O₂，双氧水的浓度越大越好
B．在橡皮管上增加水夹，可控制反应的开始与停止
C．在装置Ⅰ，Ⅱ间增加装有生石灰的U形管，可制得干燥O₂；
实验Ⅱ：铁丝在O₂中燃烧、
（1）该反应的化学方程式为：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
（2）该反应的现象为：放热、火星四溅，生成黑色固体；
（3）实验表明：改用加热KMnO₄制取、并用向上排空气法收集O₂进行本实验，成功率更高，原因可能是获得的氧气更干燥．

2．某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中（如图1），有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损，于是决定对这瓶溶液进行实验探究：

【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？
【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
【提出猜想】这瓶溶液是：猜想一：氯化钠溶液；猜想二：氢氧化钠溶液；
猜想三：碳酸钠溶液．
【实验推断】
（1）小丽取样滴加无色酚酞试液，溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是氯化钠溶液，理由是氯化钠溶液呈中性；
（2）小刚另取样滴加稀盐酸有气泡产生，反应的化学方程式为Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，小刚得出结论：该溶液是碳酸钠溶液．
（3）小青认为小刚的结论不完全正确，理由是氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠．
小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验：
【继续探究】另取样加入过量的CaCl₂溶液，观察到有白色沉淀产生，设计这一步骤的目的是除去碳酸钠，防止干扰；静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色．
【实验结论】这瓶溶液是氢氧化钠和碳酸钠．
【探究启示】实验取完药品后应立即盖上瓶盖．
【拓展迁移】若该溶液与盐酸发生中和反应，恰好完全反应的微观过程如右图所示，反应的实质表达式为：
H⁺+OH^-═H₂O，则反应后溶液中存在的阴、阳离子是Na⁺、Cl^-（填符号）．

19．石英的主要成分为二氧化硅，其化学式为SiO₂．它是玻璃工业和陶瓷工业的原料，冶金工业的助熔剂．用石英制备高纯硅的流程示意图如下：

（1）二氧化硅属于氧化物（填“酸”、“碱”、“盐”、“氧化物”或“有机物”中一种）．
（2）与碱反应时，SiO₂和CO₂有相似的化学性质．装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为在常温下，NaOH与玻璃塞中的SiO₂缓慢地反应，生成有粘性的硅酸钠，进而使瓶口与瓶塞粘合在一起的缘故．试写出该反应的化学方程式2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O．
（3）硅是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的材料．制备粗硅的反应为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，属于置换反应类型（填“分解”、“化合”、“置换”、“复分解”之一）．
（4）物质A通常状况下为无色有刺激性气味的气体，排放到空气中会引起环境污染，下列试剂可以吸收A的是A（填字母序号）．
A．氢氧化钠溶液 B．浓硫酸 C．金属铁 D．氯化钠溶液．

20．炒菜时油锅中的油不慎着火，可用锅盖盖灭，其灭火原理为隔绝氧气（或空气）；煤块经粉碎处理后，在空气中燃烧得更快、更充分，这是因为反应物接触面积越大，化学反应速率越快．

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