Question

大多金屬碳化物能與水劇烈反應(yīng)，生成相應(yīng)氫氧化物和氣態(tài)烴，如：
Na₄C+4H₂O═4NaOH+CH₄↑，MgC₂+2H₂O═Mg（OH）₂+C₂H₂↑
現(xiàn)有CaC₂與某常見(jiàn)金屬碳化物A的混合物，與足量鹽酸反應(yīng)，得一澄清溶液，并有大量氣體產(chǎn)生，將氣體通過(guò)堿石灰干燥除雜后，測(cè)其體積為V₁，將所得氣體充分燃燒，生成的CO₂的體積為V₂，相同條件下，V₁：V₂=5：7；向澄清溶液中逐漸加入足量Na₂CO₃溶液后，再繼續(xù)加入NaOH溶液，沉淀物質(zhì)的量變化如圖所示，試回答下列問(wèn)題：
（1）已知A中的金屬元素是短周期元素，則該元素是：

 

（寫(xiě)元素符號(hào)），寫(xiě)出CaC₂與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；
（2）根據(jù)V₁：V₂=5：7，可算出混合烴中平均每1mol烴分子含有

 

mol C，由此可知?dú)鈶B(tài)混合烴中含有乙炔和

 

；
（3）A的化學(xué)式為

 

；
（4）原混合物中CaC₂的物質(zhì)的量為

 

mol，A的質(zhì)量為

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）由圖可知，沉淀能溶于NaOH溶于，應(yīng)為氫氧化鋁，故A中金屬元素為Al；
CaC₂與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣與乙炔；
（2）根據(jù)原子守恒可知，混合烴中平均每1mol烴分子含有1.4mol C，由于含有乙炔，則另外烴分子中一C原子數(shù)目小于1.4，則只能為甲烷；
（3）A為Al元素金屬碳化物，且與鹽酸反應(yīng)生成甲烷，則C表現(xiàn)-4價(jià)，據(jù)此書(shū)寫(xiě)A的化學(xué)式；
（4）圖中沉淀為xmol時(shí)，正好完全生成Ca₂CO₃、Al（OH）₃，而繼續(xù)加NaOH，Al（OH）₃可以繼續(xù)溶解，而CaCO₃不溶解，所以CaCO₃的物質(zhì)的量為0.4mol，根據(jù)Ca元素守恒，計(jì)算 CaC₂的物質(zhì)的量，假設(shè)Al₄C₃為y mol，表示烴與二氧化碳物質(zhì)的量，根據(jù)二者體積之比列方程計(jì)算A的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算其質(zhì)量．

解答： 解：（1）由圖可知，沉淀能溶于NaOH溶于，應(yīng)為氫氧化鋁，故A中金屬元素為Al；
CaC₂與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣與乙炔，反應(yīng)方程式為：CaC₂+2HCl→C₂H₂↑+CaCl₂，
故答案為：Al；CaC₂+2HCl→C₂H₂↑+CaCl₂；
（2）烴與二氧化碳的體積之比為5：7，根據(jù)原子守恒可知，混合烴中平均每1mol烴分子含有C原子為1mol×

7

5

=1.4mol，由于含有乙炔，則另外烴分子中一C原子數(shù)目小于1.4，則只能為甲烷，
故答案為：1.4；甲烷；
（3）A為Al元素金屬碳化物，且與鹽酸反應(yīng)生成甲烷，則C表現(xiàn)-4價(jià)，則A的化學(xué)式為：Al₄C₃，
故答案為：Al₄C₃；
（4）圖中沉淀為xmol時(shí)，正好完全生成Ca₂CO₃、Al（OH）₃，而繼續(xù)加NaOH，Al（OH）₃可以繼續(xù)溶解，而CaCO₃不溶解，所以CaCO₃的物質(zhì)的量為0.4mol，根據(jù)Ca元素守恒，CaC₂的物質(zhì)的量為0.4mol，則生成C₂H₂為0.4mol，假設(shè)Al₄C₃為y mol，則生成甲烷為3y mol，
則（0.4+3y）mol：（0.4×2+3y）mol=5：7
解得y=0.2，
故Al₄C₃的質(zhì)量為0.2mol×144g/mol=28.8g，
故答案為：0.4mol；28.8．

點(diǎn)評(píng)：本題考查無(wú)機(jī)物推斷、有機(jī)物推斷、混合物計(jì)算等，難度中等，關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)圖象判斷A中金屬為Al．