Question

生态农业涉及农家废料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016L(标准状况)该气体通过盛有足量红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH₄＋4CuOCO₂＋2H₂O＋4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8g。将反应后产生的气体通过足量的澄清石灰水，充分吸收生成沉淀8.5 g。下列说法正确的是

A.硬质玻璃管中固体减少的氧元素的物质的量为0.15mol

B.原混合气体中甲烷的物质的量是0.75mol

C.原混合气体中氮气的体积分数为5.56%

D.原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.085mol

Answer

C

【解析】

A. 通过盛有足量红热CuO粉末的硬质玻璃管发生反应CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu，根据方程式可知故玻璃管质量减轻的质量即为氧元素的质量，所以n(O)=，故A错误；

B. 根据A项可知氧化铜中n(O)=0.3mol，则n(CuO)=0.3mol，根据硬质玻璃管里发生的反应CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu，可知反应0.3molCuO需要甲烷0.075mol，故B错误；

C. 气体通过过量的澄清石灰水中，二氧化碳全部转化为CaCO3，生成8.5g沉淀是CaCO3，碳酸钙的物质的量为，故反应后的二氧化碳总的物质的量为0.085mol，甲烷反应生成的二氧化碳的物质的量为0.075mol，故原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.085mol-0.075mol=0.01mol，原混合物中CO2的体积为0.01mol×22.4L/mol=0.224L，故原混合气体中氮气的体积为：2.016L-0.075mol×22.4L/mol-0.224L=0.112L，w(N2)= ×100%=5.56%，故C正确；

D. 根据C选项可知原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.01mol，故D错误，

故答案为C。