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生态农业涉及农家废料的综合利用,某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体.2.016L(标准状况)该气体通过盛有红热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4.8g.将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水中,充分吸收,生成沉淀8.5g.
(1)原混合气体中甲烷的物质的量是______.
(2)原混合气体中氮气的体积分数为多少?(写出计算过程)
人气:259 ℃ 时间:2020-04-03 21:44:58
解答
(1)设甲烷的物质的量为x,当甲烷完全反应后,硬质玻璃管的质量减轻4.8g,则
CH4+4CuO
CO2+2H2O+4Cu△m
 1                         16×4
 x                          4.8g
1
x
16×4
4.8
,解得x=0.075mol,
故答案为:0.075mol;            
(2)由反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水中,充分吸收,生成沉淀8.5g,沉淀为碳酸钙,
由C原子守恒可知,n(CO2)=
8.5g
100g/mol
=0.085mol,
CH4+4CuO
CO2+2H2O+4Cu  
0.075mol    0.075mol
则原混合气体中n(CO2)为0.085mol-0.075mol=0.01mol,
混合气体的总物质的量为
2.016L
22.4L/mol
=0.09mol,
所以氮气的物质的量为0.09mol-0.01mol-0.075mol=0.005mol,
原混合气体中氮气的体积分数为
0.005mol
0.09mol
×100%=5.56%,
答:原混合气体中氮气的体积分数为5.56%.
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