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多元混合物计算题的解题思路（典型例题及解析）

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多元混合物计算题的解题思路
                         浙江师范大学附中
解题思路：1、运用多种物质之间物质的量的相互关系，是混合物计算中最基本的解题思路。写出混合物中各物质的反应，寻找各物质的反应规律，把其中具有相同反应规律的物质看成一个“整体”，把三元混合物转化成“二元”混合物再解题。2、在解题中如能从原子个数守恒、离子电荷守恒等角度巧立化学反应过程中的各种量之间的关系，往往可以简化解题过程。
    例1．在常温常压下，将16 ml H2、CH4和C2H2的混合气体与足量O2混合，点燃使之完全燃烧；冷却后发现总体积比原来缩小26 ml，则混合气体中CH4的体积为（）
    A．2 ml    B．４ｍl   C．8 ml      D．无法求解
    分析：三种气体燃烧的方程式为：
        2 H2 + O2 == 2 H2O      △V
       2体积 1体积          3体积
        2 C2H2 + 5 O2     4CO2 + 2 H2O     △V
       2体积   5体积   4体积           3体积
        CH4 + 2 O2     CO2 + 2 H2O        △V
       1体积 2体积   1体积            2体积
    由以上方程式可知，等量H2、C2H2燃烧后体积减小值相同，因此，可把H2、C2H2看成一个“整体”，即看成“一种气体”，从而把三元混合物转化成“二元”混合物。
    解答：设混合气体中CH4的体积为x ml，H2、C2H2的体积为y ml，则
           x + y = 16
           2 x + 1.5 y =26
      解得 x = 4
            y = 12
      ∴答案选B。
    例2．镁、铝、铁三种金属的混合物与足量稀硫酸充分反应，在标准状况下得到2.8L H2，则混合物中三种金属的物质的量之和可能为（    ）
   A．0.25 mol B．0.10 mol   C．0.15 mol    D．0.20 mol
   分析：反应中 Mg – 2e = Mg2+
                 Fe – 2e = Fe2+
                 Al – 3e = Al3+
                 2H+ + 2e = H2
    反应中等量Mg、Fe失电子数相等，则可把Mg、Fe看成“一种”金属，由三元混合物的计算转化成“二元”混合物的计算。
解答：反应中电子转移数为
        再用极值法、电子守恒法解题：
      （1）若金属全是Mg、Fe，则金属物质的量为：0.25÷2 = 0.125 (mol)
       (2) 若金属全是Al，则金属物质的量为：0.25÷3 =0.083 (mol)
    因此，混合物的物质的量之和的范围为0.083 mol~~ 0.125 mol。
     ∴答案选B。
    例3．在一密闭容器中混有CO2、CO、H2三种气体，其平均式量为26.25，投入足量的Na2O2（体积不计）不断用电火花引燃至反应停止，恢复到原温度时，容器内的压强为原来的，则混合气体中CO的体积分数为                    （     ）
    A．0.10   B．0.125   C．0.15     D．0.175
    分析：发生的反应有：
        2 Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2--------------------------------------（1）
        2CO + O2 ==2CO2          ----------------------------------------（2）
        2H2 + O2 ==2H2O           ----------------------------------------（3）
        2 Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2--------------------------------------（4）
        2Na2O2 + 2H2O ==4NaOH + O2 --------------------------------------（5）
（2）+（4）得：CO + Na2O2 == Na2CO3 -----------------------------------（6）
（3）+（5）得：H2 + Na2O2 ==2 NaOH ------------------------------------（7）
   （6）、（7）式说明CO、H2燃烧消耗氧气的量与由CO、H2生成的CO2、H2O和Na2O2
反应放出氧气的量相等，所以最后剩余的气体是原混合气体中CO2与足量Na2O2反应生成的氧气的量。
解答：设原混合气体为1 mol，其中CO2为x mol，CO、H2共为 y mol；1mol混合气体质量为26.25g。
同温同体积时容器内：
∴氧气的物质的量为 mol。
   根据反应：2 Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2
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