Question

2．某混合氣體X，可能由H₂、CO、CO₂和水蒸氣中的一種或幾種組成，現(xiàn)將混合氣體通入足量灼熱的CuO，完全反應(yīng)后，固體CuO質(zhì)量減少1.6g；再將反應(yīng)后的混合氣體全部導(dǎo)入足量的澄清石灰水中，生成白色沉淀10g．根據(jù)以上信息，分析下列有關(guān)X的組成推斷正確的是（　�。�

• A． X一定只由CO組成
• B． X一定只由H₂和CO₂組成
• C． X可能由0.1 g H₂和4.4 g CO₂組成
• D． X可能由0.1 g H₂、1.4 g CO和2.2 g CO₂組成

Answer 1

分析 將反應(yīng)后的氣體全部通入過量的澄清石灰水中，充分反應(yīng)后得到10g白色沉淀為碳酸鈣，其物質(zhì)的量為$\frac{10g}{100g/mol}$=0.1mol，根據(jù)碳元素守恒可知，混合氣體通過灼熱的CuO后二氧化碳的質(zhì)量為0.1mol×44g/mol=4.4g．固體質(zhì)量減少1.6g，至少含有H₂、CO一種，若為CO，發(fā)生反應(yīng)CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，需要CO質(zhì)量為2.8g、生成CO₂為4.4g；若為H₂，發(fā)生反應(yīng)H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，需要?dú)錃赓|(zhì)量為0.2g，沒有CO₂生成，故混合氣體不能只有H₂、CO組成．若不含CO，則一定含有H₂、CO₂，若不含H₂，則一定含有CO、不含CO₂，若含有H₂、CO，則一定含有CO₂，據(jù)此解答．

解答 解：將反應(yīng)后的氣體全部通入過量的澄清石灰水中，充分反應(yīng)后得到10g白色沉淀為碳酸鈣，其物質(zhì)的量為$\frac{10g}{100g/mol}$=0.1mol，根據(jù)碳元素守恒可知，混合氣體通過灼熱的CuO后二氧化碳的質(zhì)量為0.1mol×44g/mol=4.4g．固體質(zhì)量減少1.6g，至少含有H₂、CO一種，
若為CO，則：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂ 固體質(zhì)量減少△m
           28g        44     16g
           m（CO）   m（CO₂） 1.6g
所以，m（CO）=$\frac{2.8g×1.6g}{16g}$=2.8g，m（CO₂）=$\frac{44g×1.6g}{16g}$=4.4g，生成二氧化碳的質(zhì)量等于混合氣體通過灼熱的CuO后二氧化碳的質(zhì)量，
若為H₂，則：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O 固體質(zhì)量減少△m
          2g                 16g       
         m（H₂）             1.6g
所以，m（H₂）=$\frac{2g×1.6g}{16g}$=0.2g，沒有CO₂生成，
故混合氣體不能只有H₂、CO組成，若不含CO，則一定含有H₂、CO₂，若不含H₂，則一定含有CO、不含CO₂，若含有H₂、CO，則一定含有CO₂，
A．由上述分析可知，X可能只有CO，也可能為H₂、CO₂等組成，故A錯(cuò)誤；
B．由上述分析可知，X不一定只由H₂和CO₂組成，故B錯(cuò)誤；
C．由上述分析可知，X若由H₂和 CO₂組成，氫氣為0.2g，二氧化碳為4.4g，故C錯(cuò)誤；
D.0.1g H₂反應(yīng)，使CuO固體質(zhì)量減少1.6g×$\frac{0.1g}{0.2g}$=0.8g，1.4g CO反應(yīng)，使CuO固體質(zhì)量減少1.6g×$\frac{1.4g}{2.8g}$=0.8g，固體共減少1.6g，生成CO₂為4.4g×$\frac{1.4g}{2.8g}$=2.2g，混合氣體通過灼熱的CuO后二氧化碳的質(zhì)量為2.2g+2.2g=4.4g，故X可能由0.1g H₂，1.4g CO，2.2g CO₂組成，故D正確，
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算、物質(zhì)組成的推斷等，關(guān)鍵是根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量判斷可能的組成，難度中等．