Question

20．現(xiàn)有16.4克O₂和CO₂的混合氣體，在標準狀況下其體積為8.96L．請回答下列問題：
（1）該混合氣體的平均摩爾質量為41g/mol
（2）混合氣體中碳原子的個數(shù)為0.3N_A（用N_A表示阿伏加德羅常數(shù)的值）
（3）將混合依次通過如圖所示裝置，最后收集在氣球中（體積在標準狀況下測定）
①氣球中收集到的氣體中，電子總數(shù)為1.6 N_A（用N_A表示阿伏加德羅常數(shù)的值）
②氣球的體積為2.24L．

Answer 1

分析 （1）標況下混合氣體的體積為8.96L，其物質的量為：n=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，根據(jù)M=$\frac{m}{n}$計算出平均摩爾質量；
（2）設出氧氣、二氧化碳的物質的量，根據(jù)氣體的總質量和總物質的量列方程式計算；
（3）將混合氣體依次通過如圖裝置，則CO₂會被NaOH溶液吸收，剩余氧氣，被濃硫酸干燥后，則在氣球中收集到的是干燥純凈的氧氣．
①一個氧氣含有16個電子，由（2）求出的氧氣的物質的量計算電子的物質的量和數(shù)目；
②氣球中的氣體為氧氣，根據(jù)體積V=nVm來計算．

解答 解：（1）混合氣體的體積為8.96L，則物質的量為其物質的量為：n=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，
混合氣體的平均摩爾質量為：$\frac{16.4g}{0.4mol}$=41g/mol，
故答案為：41g/mol；
（2）設混合氣體中O₂的物質的量為xmol，CO₂的物質的量為ymol，則根據(jù)混合物的質量為16.4g可得：32x+44y=16.4 ①；
根據(jù)氣體的物質的量為0.4mol可得：x+y=0.4 ②
解①②得：x=0.1mol、y=0.3mol．
由于CO₂中只含1個碳原子，故混合氣體中共含0.3molC原子即0.3N_A個，
故答案為：0.3N_A；
（3）將混合氣體依次通過如圖裝置，則CO₂會被NaOH溶液吸收，剩余氧氣，被濃硫酸干燥后，則在氣球中收集到的是干燥純凈的氧氣．
①一個氧氣含有16個電子，由（2）知氧氣的物質的量為0.1mol，則電子的物質的量1.6 mol，數(shù)目為1.6 N_A，故答案為：1.6 N_A；
②氣球中的氣體為氧氣，體積V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故答案為：2.24．

點評 本題考查了有關混合物的計算、物質的量的有關計算，題目難度中等，為高頻考點，試題側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意質量守恒定律在化學計算中的應用方法．