Question

18．將鎂條放入盛有CO₂和O₂混合氣體的密閉容器中充分燃燒．
（1）若Mg條的質(zhì)量為6.6g，反應(yīng)后容器內(nèi)O₂有剩余，則在反應(yīng)后容器內(nèi)的固體物質(zhì)中一定含有MgO，該固體物質(zhì)的量為0.275mol．
（2）若Mg粉質(zhì)量ag，混合氣體的體積為bL，反應(yīng)后容器內(nèi)有O₂剩余，則在bL混合氣體中，V（O₂）的取值范圍是$\frac{7}{15}$aL＜V（O₂）＜bL．
（3）若Mg粉質(zhì)量ag，混合氣體的體積仍為bL，反應(yīng)后容器內(nèi)無氣體剩余，則在bL混合氣體中，則反應(yīng)后容器內(nèi)固體物質(zhì)質(zhì)量的最大值是（a+$\frac{44b}{22.4}$）g．（氣體體積均已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)）

Answer 1

分析 （1）當(dāng)氧氣有剩余時，鎂只與氧氣反應(yīng)，所以生成產(chǎn)物為氧化鎂，根據(jù)鎂的質(zhì)量及反應(yīng)方程式計(jì)算出生成氧化鎂的物質(zhì)的量；
（2）混合氣體中氧氣有剩余，則鎂完全反應(yīng)，氧氣的體積一定小于bL，據(jù)此可知氧氣的最大體積；當(dāng)鎂恰好與氧氣反應(yīng)時，此時氧氣的體積最小，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算出ag鎂的物質(zhì)的量，再結(jié)合反應(yīng)方程式計(jì)算出氧氣的物質(zhì)的量及體積；
（3）若容器中無氣體剩余，說明鎂足量，假設(shè)氣體全部是氧氣，且氧氣完全反應(yīng)時固體的質(zhì)量最�。划�(dāng)氣體全部是二氧化碳，根據(jù)2Mg+CO₂→2MgO+C知，固體增加的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，此時得到的固體質(zhì)量最大，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：（1）6.6g鎂的物質(zhì)的量=$\frac{6.6g}{24g/mol}$=0.275mol，若氧氣有剩余，則鎂只和氧氣反應(yīng)生成MgO，根據(jù)原子守恒生成MgO的物質(zhì)的量為：n（MgO）=n（Mg）=0.275mol，
故答案為：MgO；0.275mol；
（2）氧氣有剩余，氧氣的最小體積大于和鎂完全反應(yīng)的體積，而小于氣體總體積，根據(jù)反應(yīng)2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO可知，鎂和氧氣恰好反應(yīng)時需要?dú)怏w氧氣物質(zhì)的量=$\frac{a}{24}$mol×$\frac{1}{2}$=$\frac{a}{48}$mol，則需要氧氣體積為：22.4L/mol×$\frac{a}{48}$mol=$\frac{7}{15}$aL，
所以氧氣的體積為：$\frac{7}{15}$aL＜V（O₂）＜bL；
故答案為：$\frac{7}{15}$aL＜V（O₂）＜bL；
（3）若容器中無氣體剩余，說明鎂足量，假設(shè)氣體全部是氧氣，氧氣完全反應(yīng)時固體質(zhì)量增加的質(zhì)量：$\frac{22.4}$mol×32g/mol=$\frac{32b}{22.4}$g，則固體質(zhì)量為（a+$\frac{32b}{22.4}$）g；
假設(shè)氣體全部是二氧化碳，根據(jù)2Mg+CO₂→2MgO+C知，固體增加的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，所以固體增加的質(zhì)量為：$\frac{22.4}$mol×44g/mol=$\frac{44b}{22.4}$g，所以固體質(zhì)量為（a+$\frac{44b}{22.4}$）g，
則容器內(nèi)固體質(zhì)量為（a+$\frac{32b}{22.4}$）g＜m＜（a+$\frac{44b}{22.4}$）g，
所以反應(yīng)后固體的最大值為（a+$\frac{44b}{22.4}$）g，
故答案為：（a+$\frac{44b}{22.4}$）g．

點(diǎn)評 本題考查了有關(guān)范圍討論的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握討論法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．