Question

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

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）

Answer 1

（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%．