Question

生态农业涉及农家肥料的综合利用．某种肥料经发酵得到一种含有甲烷（CH₄）、二氧化碳、氮气的混合气体8.96L（标准状况）．该气体通过盛有红色CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH₄+4CuO

△

CO₂↑+2H₂O↑+4Cu．当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻了4.8g．将反应后气体通入足量的澄清Ca（OH）₂溶液，充分吸收，生成沉淀10g．
（1）原混合气体的物质的量是多少？
（2）求原混合气体中甲烷及氮气体积．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：

分析：（1）根据n=

V

Vm

计算混合气体的总物质的量；
（2）根据反应后硬质玻璃管的质量之差，利用差量法计算甲烷的质量，生成二氧化碳的质量，根据n=

m

M

计算甲烷的物质的量，生成沉淀10g为碳酸钙，根据n=

m

M

计算碳酸钙物质的量，根据碳元素守恒计算混合物中二氧化碳的物质的量，进而计算氮气的物质的量，再根据V=nV_m计算甲烷、氮气的体积．

解答： 解：（1）标况下，混合气体的总物质的量为

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，
答：混合气体的物质的量为0.4mol；
（2）设甲烷质量为m，生成二氧化碳为n，则：
CH₄+4CuO

△

CO₂↑+2H₂O↑+4Cu  质量减少
16g       44g                 64g
m         n                   4.8g
m=

4.8g×16g

64g

=1.2g
n=

44g×4.8g

64g

=3.3g
则n（CH₄）=

1.2g

16g/mol

=0.075mol，V（CH₄）=0.075mol×22.4L/mol=1.68L，
生成沉淀10g为碳酸钙，碳酸钙物质的量为

10g

100g/mol

=0.1mol，根据碳元素守恒，混合物中二氧化碳的物质的量为0.1mol-

3.3g

44g/mol

=0.025mol，故氮气的物质的量0.4mol-0.075mol-0.025mol=0.3mol，故氮气的体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
答：原混合气体中甲烷体积为1.68L，氮气体积为6.72L．

点评：本题考查混合物计算，注意利用差量法计算甲烷的质量，注意生成碳酸钙的二氧化碳源于原混合气体及甲烷反应生成的二氧化碳，难度不大．