Question

把鋁、鐵混合物1.1g溶于200mL 5mol/L鹽酸中，反應(yīng)后鹽酸的濃度變?yōu)?.6mol/L（溶液體積變化忽略不計）．求
（1）反應(yīng)中消耗HCl的物質(zhì)的量：

 

 mol，混合物中鋁的質(zhì)量是：

 

g．
現(xiàn)有某工業(yè)反應(yīng)混合液，其可能含有的組分為乙醚（C₂H₅OC₂H₅）、乙醇（C₂H₅OH）和水．經(jīng)分析知，液體中各元素的原子個數(shù)之比為C：H：O=16：42：5．
（2）若該混合液中只含兩種組分，則所有可能的組合是

 

．
（3）若該混合液中含有三種組分，且知在628g該混合液中含有1mol H₂O，則此時乙醇和乙醚的物質(zhì)的量各是多少？（寫出解題過程）
（4）將含氧氣和甲烷的混合氣體充入放有23.4g Na₂O₂的密閉容器里，用電火花間斷地點燃，反應(yīng)結(jié)束后，容器內(nèi)于150℃時壓強(qiáng)為0Pa，將殘留物溶于水無氣體生成．求甲烷和氧氣在標(biāo)況下體積各為多少？（寫出解題過程）

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算,有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計算

專題：計算題,烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）反應(yīng)前鹽酸的物質(zhì)的量為0.2L×5mol/L=1mol，反應(yīng)后為0.2L×4.6L/mol=0.92mol，則消耗鹽酸的物質(zhì)的量為1mol-0.92mol=0.08mol，結(jié)合固體的質(zhì)量列方程組可計算鋁的質(zhì)量；
（2）根據(jù)乙醇、乙醚的分子式，對比原子個數(shù)比值可確定可能的組成；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒列式計算；
（4）反應(yīng)后容器壓強(qiáng)為0，說明氣體完全反應(yīng)生成固體，即生成碳酸鈉和氫氧化鈉，以此可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，即可進(jìn)行計算．

解答： 解：（1）消耗HCl的物質(zhì)的量：0.2L×5mol/L-0.2L×4.6mol/L=0.08mol，金屬與鹽酸分別發(fā)生Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，
設(shè)混合物中含有xmolAl，ymolFe，
則

27x+56y=1.1 3x+2y=0.08

，
x=0.02，y=0.01，
則m（Al）═0.02mol×27g/mol=0.54g，
故答案為：0.08；0.54；
（2）乙醚（C₂H₅OC₂H₅）中C、H、O原子數(shù)之比為4：10：1=16：40：4與液體中C、H、O原子數(shù)之比為16：42：5相比較，H、O原子個數(shù)比少，并且少個數(shù)比為2：1，而水分子中H：O原子個數(shù)比為2：1，所以混合液可能是乙醚和水；
乙醇（C₂H₅OH）中C、H、O原子數(shù)之比為2：6：1=16：48：8與液體中C、H、O原子數(shù)之比為16：42：5相比較，H、O原子個數(shù)多，個數(shù)比多6：3=2：1，而乙醚分子中H、O原子個數(shù)比少，并且少個數(shù)比為2：1，所以也混合液可能是乙醚和乙醇，
綜上所述若混合液中只含兩種組分，則所有可能的組合是：乙醚和乙醇、乙醚和水．
故答案為：乙醚和乙醇、乙醚和水；
（3）令該混合物為C₁₆H₄₂O₅，則1mol該有機(jī)物質(zhì)量為314g，628g該有機(jī)物即為2mol，即含32molC、84molH、10molO．
設(shè)628g混合物中含amolC₄H₁₀O、bmolC₂H₆O，且知n（H₂O）=1mol，有

4a+2b=32 a+b+1=10

，
解之得：a=7，b=2，
則乙醚為7mol，乙醇為2mol，
答：乙醇和乙醚的物質(zhì)的量各是2mol、7mol；
（4）據(jù)題意可知，三種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)由質(zhì)量守恒定律可得CH₄+

1

2

O₂+3Na₂O₂=Na₂CO₃+4NaOH，
n（Na₂O₂）=

23.4g

78g/mol

=0.3mol，
V（CH₄）=0.3mol×

1

3

×22.4L/mol=2.24L，
V（O₂）=

1

2

V（CH₄）=

1

2

×2.24L=1.12L，
答：甲烷和氧氣在標(biāo)況下體積各為2.24L和1.12L．

點評：本題考查混合物的計算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，為高頻考點，注意把握物質(zhì)的組成規(guī)律，難度中等，答題時注意體會做題思路．