Question

大多金属碳化物能与水剧烈反应，生成相应氢氧化物和气态烃，如：
Na₄C+4H₂O═4NaOH+CH₄↑，MgC₂+2H₂O═Mg（OH）₂+C₂H₂↑
现有CaC₂与某常见金属碳化物A的混合物，与足量盐酸反应，得一澄清溶液，并有大量气体产生，将气体通过碱石灰干燥除杂后，测其体积为V₁，将所得气体充分燃烧，生成的CO₂的体积为V₂，相同条件下，V₁：V₂=5：7；向澄清溶液中逐渐加入足量Na₂CO₃溶液后，再继续加入NaOH溶液，沉淀物质的量变化如图所示，试回答下列问题：
（1）已知A中的金属元素是短周期元素，则该元素是：

 

（写元素符号），写出CaC₂与浓盐酸反应的化学方程式：

 

；
（2）根据V₁：V₂=5：7，可算出混合烃中平均每1mol烃分子含有

 

mol C，由此可知气态混合烃中含有乙炔和

 

；
（3）A的化学式为

 

；
（4）原混合物中CaC₂的物质的量为

 

mol，A的质量为

 

g．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）由图可知，沉淀能溶于NaOH溶于，应为氢氧化铝，故A中金属元素为Al；
CaC₂与浓盐酸反应生成氯化钙与乙炔；
（2）根据原子守恒可知，混合烃中平均每1mol烃分子含有1.4mol C，由于含有乙炔，则另外烃分子中一C原子数目小于1.4，则只能为甲烷；
（3）A为Al元素金属碳化物，且与盐酸反应生成甲烷，则C表现-4价，据此书写A的化学式；
（4）图中沉淀为xmol时，正好完全生成Ca₂CO₃、Al（OH）₃，而继续加NaOH，Al（OH）₃可以继续溶解，而CaCO₃不溶解，所以CaCO₃的物质的量为0.4mol，根据Ca元素守恒，计算 CaC₂的物质的量，假设Al₄C₃为y mol，表示烃与二氧化碳物质的量，根据二者体积之比列方程计算A的物质的量，再根据m=nM计算其质量．

解答： 解：（1）由图可知，沉淀能溶于NaOH溶于，应为氢氧化铝，故A中金属元素为Al；
CaC₂与浓盐酸反应生成氯化钙与乙炔，反应方程式为：CaC₂+2HCl→C₂H₂↑+CaCl₂，
故答案为：Al；CaC₂+2HCl→C₂H₂↑+CaCl₂；
（2）烃与二氧化碳的体积之比为5：7，根据原子守恒可知，混合烃中平均每1mol烃分子含有C原子为1mol×

7

5

=1.4mol，由于含有乙炔，则另外烃分子中一C原子数目小于1.4，则只能为甲烷，
故答案为：1.4；甲烷；
（3）A为Al元素金属碳化物，且与盐酸反应生成甲烷，则C表现-4价，则A的化学式为：Al₄C₃，
故答案为：Al₄C₃；
（4）图中沉淀为xmol时，正好完全生成Ca₂CO₃、Al（OH）₃，而继续加NaOH，Al（OH）₃可以继续溶解，而CaCO₃不溶解，所以CaCO₃的物质的量为0.4mol，根据Ca元素守恒，CaC₂的物质的量为0.4mol，则生成C₂H₂为0.4mol，假设Al₄C₃为y mol，则生成甲烷为3y mol，
则（0.4+3y）mol：（0.4×2+3y）mol=5：7
解得y=0.2，
故Al₄C₃的质量为0.2mol×144g/mol=28.8g，
故答案为：0.4mol；28.8．

点评：本题考查无机物推断、有机物推断、混合物计算等，难度中等，关键是根据反应图象判断A中金属为Al．