Question

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＋4CuOCO₂↑＋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) 原混合氣體的物質的量是____________；生成沉淀的摩爾質量是____________。
(2) 原混合氣體中甲烷的體積是____________，氮氣的體積_________       __ 。

Answer 1

（8分）(1) 0.4mol   ,   100g/mol；        (2) 1.68L ，V_N2 =6.72L

（1）根據標準狀況下的氣體摩爾體積是22.4L/mol可知，混合氣體的物質的量是8.96L÷22.4L/mol＝0.4mol；生成的沉淀是碳酸鈣，摩爾質量是 100g/mol。
（2）根據方程式CH₄＋4CuOCO₂↑＋2H₂O↑＋4Cu可知，每消耗1mol甲烷，固體質量就減少64g，所以根據硬質玻璃管的質量減輕了4.8g可知，參加反應的甲烷是4.8÷64＝0.075mol，標準狀況下的體積是0.075mol×22.4L/mol＝1.68L；生成的CO₂的物質的量是0.075mol，則原混合氣中CO₂的物質的量是0.1mol－0.075mol＝0.025mol，所以氮氣的物質的量是0.4mol－0.075mol－0.025mol＝0.3mol，標準狀況下的體積是0.3mol×22.4L/mol＝6.72L。