Question

【題目】生態農業涉及農家肥料的綜合利用。某種肥料經發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粉末的硬質玻璃管，發生的反應為：CH4＋4CuO=CO2↑＋2H2O↑＋4Cu。當甲烷完全反應后，硬質玻璃管的質量減輕了4.8g。將反應后氣體通入2L 0.1mol/L的澄清Ca(OH)2溶液，充分吸收，生成沉淀10g。則原混合氣體中甲烷物質的量是 mol。求原混合氣體中二氧化碳可能的體積 L。

Answer 1

【答案】

0.075mol；0.56L或5.04L

【解析】

試題分析：設甲烷的物質的量為x，當甲烷完全反應后，硬質玻璃管的質量減輕4.8g，減少的質量為氧元素的質量，則：

CH4+4CuO=CO2+2H2O+4Cu 質量減輕△m

1mol 16×4g

x 4.8g，

解得：x= =0.075mol，

混合氣體的物質的量為：=0.1mol，將反應后氣體通入過量澄清Ca(OH)2溶液，充分吸收，生成10g沉淀是CaCO3，碳酸鈣的物質的量為：=0.1mol，故反應后的二氧化碳總的物質的量為0.1mol，甲烷反應生成的二氧化碳的物質的量為0.075mol，故原混合氣體中二氧化碳的物質的量為：0.1mol-0.075mol=0.025mol，標準狀況下的體積為0.025mol×22.4L/mol=0.56L；

若生成的碳酸鈣部分溶解后剩余10g，氫氧化鈣的物質的量=2L×0.1mol/L=0.2mol，需要二氧化碳的物質的量=0.2mol+(0.2mol-0.1mol)=0.3mol，則原混合氣體中二氧化碳的物質的量為：0.3mol-0.075mol=0.225mol，標準狀況下的體積為0.225mol×22.4L/mol=5.04L；故答案為：0.075mol；0.56L或5.04L。