Question

某液化石油气由相差1个碳原子的A、B两种烷烃组成。使m g此液化气在过量O₂中燃烧的产物通过盛有无水CaCl₂的干燥管，干燥管增重了4.608 g，再使之通过100 mL 3.04  mol·L^-1的NaOH溶液，然后将反应液低温蒸干，可得19.026 g白色固体。

（1）此白色固体是什么物质？其物质的量是多少？

（2）A、B各为何种物质？其质量分数各为多少？

Answer 1

（1）白色固体是Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，其物质的量分别为0.105 mol 和0.094 mol。

（2）A、B分别为C₃H₈和C₄H₁₀，其质量分数分别为44%和56%。

解析：（1）由题意，可知白色固体为烷烃燃烧生成的CO₂与NaOH反应的产物（其中NaOH有可能过量），故有以下几种可能①NaOH、Na₂CO₃  ②Na₂CO₃  ③Na₂CO₃、NaHCO₃  ④NaHCO₃  n（NaOH）=0.1 L×3.04 mol·L^-1=0.304 mol

若与CO₂反应后产物只有Na₂CO₃，则所得固体质量应为：

×0.304 mol×106 g·mol^-1=16.112 g＜19.026 g

若与CO₂反应后产物只有NaHCO₃，则所得白色固体的质量应为：

0.304 mol×84 g·mol^-1=25.536 g＞19.026 g

由此，可知白色固体应为Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物。

设其中含Na₂CO₃ 的物质的量为x，NaHCO₃ 的物质的量为?y?。

则有

解得：x=0.105 mol  y=0.094 mol

（2）由液化气的成分，可知A、B应为C₃H₈和C₄H₁₀。液化气燃烧生成H₂O的物质的量为：

n(H₂O)==0.256 mol

n(H)=2×0.256 mol=0.512 mol

n(C)=0.105 mol+0.094 mol=0.199 mol

液化气的质量m=0.199 mol×12 g·mol^-1+0.512 mol×1 g·mol^-1=2.9 g

设m g液化气中含C₃H₈的物质的量为 a，C₄H₁₀ 的物质的量为b。

则

解得 a=0.029 mol  b=0.028 mol

液化气中含C₃H₈的质量分数：

×100%=44%

C₄H₁₀的质量分数：1-44%=56%