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條的質量為6.6g，反應后容器內O₂有剩余，則在反應后容器內的固體物質中一定含有MgO，該固體物質的量為0.275mol．
（2）若Mg粉質量ag，混合氣體的體積為bL，反應后容器內有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粉質量ag，混合氣體的體積仍為bL，反應后容器內無氣體剩余，則在bL混合氣體中，則反應后容器內固體物質質量的最大值是（a+$\frac{44b}{22.4}$）g．（氣體體積均已折算成標準狀態(tài)下的數據）

Answer 1

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

解答 解：（1）6.6g鎂的物質的量=$\frac{6.6g}{24g/mol}$=0.275mol，若氧氣有剩余，則鎂只和氧氣反應生成MgO，根據原子守恒生成MgO的物質的量為：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的體積，而小于氣體總體積，根據反應2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO可知，鎂和氧氣恰好反應時需要氣體氧氣物質的量=$\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}$aL＜V（O₂）＜bL；
（3）若容器中無氣體剩余，說明鎂足量，假設氣體全部是氧氣，氧氣完全反應時固體質量增加的質量：$\frac{22.4}$mol×32g/mol=$\frac{32b}{22.4}$g，則固體質量為（a+$\frac{32b}{22.4}$）g；
假設氣體全部是二氧化碳，根據2Mg+CO₂→2MgO+C知，固體增加的質量為二氧化碳的質量，所以固體增加的質量為：$\frac{22.4}$mol×44g/mol=$\frac{44b}{22.4}$g，所以固體質量為（a+$\frac{44b}{22.4}$）g，
則容器內固體質量為（a+$\frac{32b}{22.4}$）g＜m＜（a+$\frac{44b}{22.4}$）g，
所以反應后固體的最大值為（a+$\frac{44b}{22.4}$）g，
故答案為：（a+$\frac{44b}{22.4}$）g．

點評 本題考查了有關范圍討論的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的實質為解答關鍵，注意掌握討論法在化學計算中的應用方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．