(2010•扬州一模)某无色气体可能含有CO、H2、CH4中的一种或几种,依次进行以下实验(假设每步反应或吸收均完全):

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  • 解题思路:生成的气体通过具有干燥作用的浓硫酸,浓硫酸所增加的质量即气体燃烧生成水的质量;气体再通过碱石灰固体,碱石灰可以吸收水分和二氧化碳,由于水分被浓硫酸吸收,所以碱石灰增加的质量是吸收了生成气体中二氧化碳的结果.

    根据燃烧的规律:可燃物充分燃烧,C元素转变为二氧化碳,H元素转变成水.生成物水中的H元素即原无色气体中的H元素,生成物二氧化碳中的C元素即为无色气体中的C元素.

    浓硫酸增重3.6g,即气体燃烧后生成水3.6g,则其中H元素质量为3.6g×[1×2/1×2+16×1]×100%=0.4g,即无色气体中H元素质量0.4g;

    碱石灰增重2.2g,即气体燃烧后生成二氧化碳2.2g,其中C元素质量为2.2g×[12×1/12×1+16×2]×100%=0.6g,即无色气体中C元素质量0.6g;

    无色气体中C、H元素质量比为0.6g:0.4g=3:2,根据质量比等于原子个数乘以相对原子质量之比,设碳原子与氢原子个数分别为a、b,则12a:b=3:2,则a:b=1:8,即C、H元素的原子个数比为1:8.

    A、混合气体若只含甲烷,气体中C、H元素的原子个数比为1:4,与实验所得结果不一致,故不选;

    B、混合气体中CO与H2分子个数比为1:4时且混合气体中不含CH4,混合气体中C、H原子个数比则为1:8,与实验测定结果一致,符合题意,故选;

    C、混合气体中只含CO和CH4不含H2,此种情况下,无论气体以何种比例混合,都不能满足C、H原子个数为1:8的实验结果,因此不符合题意,故不选;

    D、要满足C、H原子个数比为1:8,混合气体可能的组成只有以下三种:CO与H2分子个数比为1:4时且不含CH4,CH4与H2分子个数比为1:2时且不含CO,H2、CO、CH4三种气体都有分子个数比为2:1:1,这三种组合中都含有氢气,所以“混合气体中一定含H2可能含CH4”说法成立,故选.

    故选B、D

    点评:

    本题考点: 常见气体的检验与除杂方法;氧气的化学性质;元素在化学变化过程中的特点;化合物中某元素的质量计算;质量守恒定律及其应用.

    考点点评: 通过计算确定物质组成,可能通过计算元素质量比、元素质量分数或原子个数比来完成.

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