Question

某無色氣體可能含有CO、H₂、CH₄中的一種或幾種，依次進行以下實驗（假設每步反應或吸收均完全）：①將氣體充分燃燒；②將生成的氣體通過濃硫酸，裝置質量增加3.6g；③將氣體通過堿石灰固體，裝置質量增加2.2g．下列推斷正確的是（　　）

• A、原混合氣體中可能只含有CH₄，也可能三種都含有
• B、原混合氣體中可能只含有H₂和CO，不含有CH₄
• C、原混合氣體中可能只含有CO和CH₄，不含有H₂
• D、原混合氣體中一定含有H₂，可能含有CH₄

Answer 1

分析：生成的氣體通過具有干燥作用的濃硫酸，濃硫酸所增加的質量即氣體燃燒生成水的質量；氣體再通過堿石灰固體，堿石灰可以吸收水分和二氧化碳，由于水分被濃硫酸吸收，所以堿石灰增加的質量是吸收了生成氣體中二氧化碳的結果．
根據燃燒的規律：可燃物充分燃燒，C元素轉變為二氧化碳，H元素轉變成水．生成物水中的H元素即原無色氣體中的H元素，生成物二氧化碳中的C元素即為無色氣體中的C元素．

解答：解：濃硫酸增重3.6g，即氣體燃燒后生成水3.6g，則其中H元素質量為3.6g×

1×2

1×2+16×1

×100%=0.4g，即無色氣體中H元素質量0.4g；
堿石灰增重2.2g，即氣體燃燒后生成二氧化碳2.2g，其中C元素質量為2.2g×

12×1

12×1+16×2

×100%=0.6g，即無色氣體中C元素質量0.6g；
無色氣體中C、H元素質量比為0.6g：0.4g=3：2，根據質量比等于原子個數乘以相對原子質量之比，設碳原子與氫原子個數分別為a、b，則12a：b=3：2，則a：b=1：8，即C、H元素的原子個數比為1：8．
A、混合氣體若只含甲烷，氣體中C、H元素的原子個數比為1：4，與實驗所得結果不一致，故不選；
B、混合氣體中CO與H₂分子個數比為1：4時且混合氣體中不含CH₄，混合氣體中C、H原子個數比則為1：8，與實驗測定結果一致，符合題意，故選；
C、混合氣體中只含CO和CH₄不含H₂，此種情況下，無論氣體以何種比例混合，都不能滿足C、H原子個數為1：8的實驗結果，因此不符合題意，故不選；
D、要滿足C、H原子個數比為1：8，混合氣體可能的組成只有以下三種：CO與H₂分子個數比為1：4時且不含CH₄，CH₄與H₂分子個數比為1：2時且不含CO，H₂、CO、CH₄三種氣體都有分子個數比為2：1：1，這三種組合中都含有氫氣，所以“混合氣體中一定含H₂可能含CH₄”說法成立，故選．
故選B、D

點評：通過計算確定物質組成，可能通過計算元素質量比、元素質量分數或原子個數比來完成．