Question

金屬除了可以形成氫化物、氧化物外，還可以以碳化物、氮化物等其它化合物形式存在，請根據(jù)題意完成下列計算．
（1）某CaC₂樣品中含碳量為25%，該CaC₂樣品中CaC₂的質量分數(shù)為

 

．
（2）已知2Mg₃N₂+3CO₂→3C+6MgO+2N₂，10.0g Mg₃N₂與標準狀況下4.48L CO₂反應，固體質量增加

 

g．
（3）已知一些金屬碳化物可以水解生成烴類化合物．
CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑  
Mg₂C₃+4H₂O→2Mg（OH）₂+C₃H₄↑   
Al₄C₃+12H₂O→4Al（OH）₃+3CH₄↑
為測定CaC₂、Mg₃N₂、Al₄C₃三種金屬碳化物組成的混合物的組成，現(xiàn)取5.040g樣品與足量水反應，生成氫氧化物的總物質的量為0.11mol，產生標準狀況下氣體1.792L．計算：①Mg₃N₂的質量分數(shù)．②所得氣體的碳、氫兩種原子的物質的量之比．
（4）第IIA族碳化物 Be₂C 與CaC₂組成的混合我與一定量水反應，相關物質的關系如下表

實驗組號	①	（2）	③	④
碳化物（g）	8.4	25.2	48.0	62.3
水（mL）	18	18	18	18
氣體（L/標況）	3.74	11.22	18.67	18.67

①18mL水恰好完全反應消耗碳化物的質量是多少克（保留一位小數(shù)）？
②碳化物Be₂C與CaC₂組成的混合物中兩者的物量的之比．

Answer 1

考點：元素質量分數(shù)的計算,有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）設樣品中的質量，然后求出碳的質量，結合CaC₂中碳的質量百分數(shù)求出CaC₂的質量，最后求出CaC₂樣品中CaC₂的質量分數(shù)；
（2）利用差量法，分析Mg₃N₂和CO₂反應前后固體質量的變化量，求出固體質量增加的質量；
（3）分別設出三種金屬碳化物的物質的量，然后建立關系式求解；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：①②碳化物全部反應，③④碳化物過量；根據(jù)固體的質量與氣體的體積成正比求出18mL水恰好完全反應消耗碳化物的質量；
根據(jù)第①組數(shù)據(jù)或第②組數(shù)據(jù)進行列式計算；

解答： 解：（1）設樣品中的質量為100g，則碳的質量為25g，CaC₂中碳的質量百分數(shù)為

12×2

12×2+40

×100%=37.5%，所以CaC₂的質量為

25g

37.5%

=66.7g，CaC₂樣品中CaC₂的質量分數(shù)為

66.7g

100g

×100%=66.7%；故答案為：66.7%；
（2）10.0g Mg₃N₂的物質的量為

10.0g

100g/mol

=0.1mol，4.48L CO₂的物質的量為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，
     Mg₃N₂ +3CO₂→3C+6MgO+2N₂△m
     2mol     3mol                76g  
     0.1mol  0.2mol              3.8g        
因二氧化碳過量，所以計算固體增加的質量按Mg₃N₂ 的物質的量來計算，固體質量增加3.8g，
故答案為：3.8；
（3）設CaC₂、Mg₂C₃、Al₄C₃的物質的量分別為x、y、z；
  CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑ 
   x         x        x
  Mg₂C₃+4H₂O→2Mg（OH）₂+C₃H₄↑ 
   y         2y         y
  Al₄C₃+12H₂O→4Al（OH）₃+3CH₄↑
   z           4z         3z
64x+84y+144z=5.040
  x+2y+4z=0.11
  x+y+3z=

1.792

22.4

=0.08
解得：x=0.03mol
     y=0.02mol
     z=0.01mol
Mg₂C₃的質量分數(shù)為

0.02×84

5.040

×100%=33.3%，
CH₄為0.03mol，C₂H₂為0.03mol，C₃H₄為0.02mol；所以所得氣體中，碳原子的物質的量=0.03×1+0.03×2+0.02×3=0.15mol，氫原子的物質的量=0.03×4+0.03×2+0.02×4=0.26mol，則所得氣體的碳、氫兩種原子的物質的量之比為0.15：0.26=15：26；
故答案為：33.3%；15：26；
（4）①：①②碳化物全部反應，③④碳化物過量，固體的質量與氣體的體積成正比，18mL水恰好完全反應消耗碳化物的質量

18.67×8.4

3.74

=41.9g；
故答案為：18mL水恰好完全反應消耗碳化物的質量是41.9g；
②設碳化物Be₂C與CaC₂組成的混合物中兩者的物量的分別為x、y
 Be₂C+4H₂O→2Be（OH）₂+CH₄↑   
  x                    x
 CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑
  y                    y
x×30+y×64=8.4
 x+y=

3.74

22.4

=0.166
解：x=0.066；y=0.099，碳化物Be₂C與CaC₂組成的混合物中兩者的物量的之比為2：3，
故答案為：碳化物Be₂C與CaC₂組成的混合物中兩者的物量的之比2：3；

點評：本題主要考查了常見的化學計算，涉及到差量法、方程組、物質過量的判斷，難度較大．