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        1. 生態(tài)農(nóng)業(yè)涉及農(nóng)家肥料的綜合利用.某種肥料經(jīng)發(fā)酵得到一種含有甲烷、二氧化碳、氮氣的混合氣體8.96L(標準狀況).該氣體通過盛有紅色CuO粉末的硬質(zhì)玻璃管,發(fā)生的反應(yīng)為:CH4+4CuO=CO2↑+2H2O↑+4Cu.當甲烷完全反應(yīng)后,硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕了4.8g.將反應(yīng)后氣體通入2L 0.1mol/L的澄清Ca(OH)2溶液,充分吸收,生成沉淀10g.
          (1)原混合氣體的物質(zhì)的量是
          0.4mol
          0.4mol
          ;生成沉淀的摩爾質(zhì)量是
          100g/mol
          100g/mol

          (2)原混合氣體中甲烷的體積是
          1.68L
          1.68L

          (3)求原混合氣體中氮氣可能的體積.
          分析:(1)根據(jù)n=
          V
          Vm
          計算混合氣體的物質(zhì)的量;
          將反應(yīng)后氣體通入2L 0.1mol/L的澄清Ca(OH)2溶液,充分吸收,生成沉淀為CaCO3;
          (2)發(fā)生的反應(yīng)為:CH4+4CuO=CO2↑+2H2O↑+4Cu,當甲烷完全反應(yīng)后,硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕4.8g,可知減少的質(zhì)量為氧元素的質(zhì)量,利用差量法計算甲烷的物質(zhì)的量,根據(jù)V=nVm計算甲烷的體積;
          (3)若二氧化碳全部轉(zhuǎn)化為CaCO3,生成10g沉淀是CaCO3,根據(jù)n=
          m
          M
          計算碳酸鈣的物質(zhì)的量,可知反應(yīng)后的二氧化碳總的物質(zhì)的量,根據(jù)甲烷的物質(zhì)的量計算反應(yīng)生成的二氧化碳的物質(zhì)的量,進而計算原混合氣體中二氧化碳的物質(zhì)的量,再計算原混合物中CO2的體積,進而計算氮氣的體積;
          若二氧化碳部分轉(zhuǎn)化為CaCO3,生成10g沉淀是CaCO3,根據(jù)鈣離子守恒可知轉(zhuǎn)化生成的Ca(HCO32的物質(zhì)的量,再根據(jù)碳元素守恒計算反應(yīng)后的二氧化碳總的物質(zhì)的量,減去反應(yīng)生成的二氧化碳的物質(zhì)的量即為原混合氣體中二氧化碳的物質(zhì)的量,計算二氧化碳體積,進而計算氮氣的體積.
          解答:解:(1)混合氣體的物質(zhì)的量=
          8.96L
          22.4L/mol
          =0.4mol,
          設(shè)甲烷的物質(zhì)的量為x,當甲烷完全反應(yīng)后,硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕4.8g,則:
          CH4+4CuO=CO2+2H2O+4Cu   質(zhì)量減輕△m
           1mol                      16×4g
           x                          4.8g,
          解得x=
          4.8g×1mol
          64g
          =0.075mol,
          將反應(yīng)后氣體通入2L 0.1mol/L的澄清Ca(OH)2溶液,充分吸收,生成沉淀為CaCO3,其摩爾質(zhì)量為100g/mol,
          故答案為:0.4mol;100g/mol;         
          (2)原混合氣體中甲烷的物質(zhì)的量為0.075mol,體積為0.075mol×22.4L/mol=1.68L,故答案為:1.68L;
          (3)若二氧化碳全部轉(zhuǎn)化為CaCO3,生成10g沉淀是CaCO3,碳酸鈣的物質(zhì)的量為
          10g
          100g/mol
          =0.1mol,故反應(yīng)后的二氧化碳總的物質(zhì)的量為0.1mol,甲烷反應(yīng)生成的二氧化碳的物質(zhì)的量為0.075mol,故原混合氣體中二氧化碳的物質(zhì)的量為0.1mol-0.075mol=0.025mol,原混合物中CO2的體積為0.025mol×22.4L/mol=0.56L,故原混合氣體中氮氣的體積為:8.96L-1.68L-0.56L=6.72L,
          若二氧化碳部分轉(zhuǎn)化為CaCO3,生成10g沉淀是CaCO3,物質(zhì)的量為0.1mol,根據(jù)鈣離子守恒可知轉(zhuǎn)化生成的Ca(HCO32的物質(zhì)的量為2L×0.1mol/L-0.1mol=0.1mol,故反應(yīng)后的二氧化碳總的物質(zhì)的量為0.1mol+0.1mol×2=0.3mol,甲烷反應(yīng)生成的二氧化碳的物質(zhì)的量為0.075mol,故原混合氣體中二氧化碳的物質(zhì)的量0.3mol-0.075mol=0.225mol,原混合物中CO2的體積為0.225mol×22.4L/mol=5.04L,故原混合氣體中氮氣的體積為:8.96L-1.68L-5.04L=2.24L,
          答:原混合氣體中氮氣的體積為2.24L或6.72L.
          點評:本題考查了混合物的有關(guān)計算,難度中等,(3)注意反應(yīng)后的二氧化碳不一定完全轉(zhuǎn)化碳酸鈣沉淀,可能生成碳酸氫鈣,據(jù)此討論計算.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          (7分)生態(tài)農(nóng)業(yè)涉及農(nóng)家肥料的綜合利用,某種肥料經(jīng)發(fā)酵得到一種含有甲烷、二氧化碳、氮氣的混合氣體。2.016 L(標準狀況)該氣體通過盛有黑色CuO粉末的硬質(zhì)玻璃管,發(fā)生氧化還原反應(yīng)。當甲烷完全反應(yīng)后,硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕4.8 g,且玻璃管中有紅色固體物質(zhì)生成。將反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體通過過量的澄清石灰水,充分吸收,生成沉淀8.5 g。

          (1)寫出甲烷與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________________。

          (2)原混合氣體中甲烷的物質(zhì)的量是________。

          (3)原混合氣體中氮氣的體積分數(shù)為多少? (保留兩位有效數(shù)字)

           

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          科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年浙江省溫州市龍灣中學(xué)高一第一次月考化學(xué)試卷(帶解析) 題型:計算題

          生態(tài)農(nóng)業(yè)涉及農(nóng)家肥料的綜合利用。某種肥料經(jīng)發(fā)酵得到一種含有甲烷、二氧化碳、氮氣的混合氣體8.96L(標準狀況)。該氣體通過盛有紅色CuO粉末的硬質(zhì)玻璃管,發(fā)生的反應(yīng)為:CH4+4CuOCO2↑+2H2O↑+4Cu。當甲烷完全反應(yīng)后,硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕了4.8g。將反應(yīng)后氣體通入過量的澄清Ca(OH)2溶液,充分吸收,生成沉淀10g。
          (1) 原混合氣體的物質(zhì)的量是____________;生成沉淀的摩爾質(zhì)量是____________。
          (2) 原混合氣體中甲烷的體積是____________,氮氣的體積_________       __ 。

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          科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年浙江省嘉興一中高一10月份月考化學(xué)試卷 題型:計算題

          生態(tài)農(nóng)業(yè)涉及農(nóng)家肥料的綜合利用。某種肥料經(jīng)發(fā)酵得到一種含有甲烷、二氧化碳、氮氣的混合氣體8.96L(標準狀況)。該氣體通過盛有紅色CuO粉末的硬質(zhì)玻璃管,發(fā)生的反應(yīng)為:CH4+4CuOCO2↑+2H2O↑+4Cu。當甲烷完全反應(yīng)后,硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕了4.8g。將反應(yīng)后氣體通入2L 0.1mol/L的澄清Ca(OH)2溶液,充分吸收,生成沉淀10g。
          (1) 原混合氣體的物質(zhì)的量是____________;生成沉淀的摩爾質(zhì)量是____________。
          (2) 原混合氣體中甲烷的體積是____________。
          (3) 求原混合氣體中氮氣的體積。

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          科目:高中化學(xué) 來源:2015屆浙江省溫州市高一第一次月考化學(xué)試卷(解析版) 題型:計算題

          生態(tài)農(nóng)業(yè)涉及農(nóng)家肥料的綜合利用。某種肥料經(jīng)發(fā)酵得到一種含有甲烷、二氧化碳、氮氣的混合氣體8.96L(標準狀況)。該氣體通過盛有紅色CuO粉末的硬質(zhì)玻璃管,發(fā)生的反應(yīng)為:CH4+4CuOCO2↑+2H2O↑+4Cu。當甲烷完全反應(yīng)后,硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕了4.8g。將反應(yīng)后氣體通入過量的澄清Ca(OH)2溶液,充分吸收,生成沉淀10g。

          (1) 原混合氣體的物質(zhì)的量是____________;生成沉淀的摩爾質(zhì)量是____________。

          (2) 原混合氣體中甲烷的體積是____________,氮氣的體積_________       __ 。

           

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