Question

（6分）生态农业涉及农家废料的综合利用，某种废料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016 L(标准状况)该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8 g。将反应后产生的气体通入过量的澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀8.5 g。

（1）原混合气体中甲烷的物质的量是________ 。

（2）原混合气体中氮气的体积分数为 。

 

Answer 1

（6分）（1）0.075 mol （2）5.56%

【解析】

试题分析：（1）根据题意可知，硬质玻璃管减轻的质量是CuO中O元素的质量，减轻4.8g，说明CuO中O的质量是4.8g，物质的量是4.8g/16g/mol=0.3mol，即CuO的物质的量是0.3mol，根据化学方程式可知混合气体中甲烷的物质的量是0.3mol/4=0.075mol；

（2）0.075mol甲烷与CuO反应生成二氧化碳的物质的量是0.075mol；二氧化碳与石灰水反应生成沉淀是碳酸钙，质量是8.5g，物质的量是8.5g/100g/mol=0.085mol，则反应后二氧化碳总物质的量是0.085mol，原混合气体中二氧化碳的物质的量是0.085-0.075=0.01mol，该混合气体总物质的量是2.016L/22.4L/mol=0.09mol,则混合气体中氮气的物质的量是0.09-0.075-0.01=0.005mol，所以氮气的体积分数也是物质的量分数，为0.005mol/0.09mol×100%=5.56%。

考点：考查混合气体的计算