Question

1．將NO₂，NH₃，O₂的混合氣體26.88L通過(guò)足量濃H₂SO₄后，溶液質(zhì)量增加45.76g，氣體體積縮小至2.24L（氣體體積已換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），求原混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量．（提示：濃硫酸只吸收 NH₃）

Answer 1

分析 氨氣與稀硫酸溶液發(fā)生如下反應(yīng)：2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄；NO₂和O₂在溶液中發(fā)生如下反應(yīng)：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、2NO+O₂=2NO₂，將兩個(gè)反應(yīng)方程式相加可得總反應(yīng)方程式：O₂+4NO₂+2H₂O=4HNO₃，
剩余的2.24L氣體可能為O₂或NO，根據(jù)m=nM計(jì)算出剩余氣體質(zhì)量，溶液增加的質(zhì)量加剩余氣體的質(zhì)量為原混合氣體的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量．

解答 解：該混合氣體的物質(zhì)的量為：n=$\frac{26.88L}{22.4L/mol}$=1.2mol，
氨氣與稀硫酸溶液發(fā)生如下反應(yīng)：2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄；NO₂和O₂在溶液中發(fā)生如下反應(yīng)：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、2NO+O₂=2NO₂，將兩個(gè)反應(yīng)方程式相加可得總反應(yīng)方程式：O₂+4NO₂+2H₂O=4HNO₃，
①若剩余的2.24L氣體為氧氣，剩余O₂的物質(zhì)的量為$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，則剩余的O₂的質(zhì)量為：m=n×M=0.1mol×32g/mol=3.2g，
由質(zhì)量守恒定律可得，溶液增加的質(zhì)量加剩余氣體的質(zhì)量為原混合氣體的質(zhì)量，所以原混合氣體的質(zhì)量為：45.76g+3.2g=48.96g，則原混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為：$\frac{48.96g}{1.2mol}$=40.8g/mol，其平均相對(duì)分子質(zhì)量為40.8；
②若剩余的氣體為NO，則剩余的NO的質(zhì)量為：m=n×M=0.1mol×30g/mol=3.0g，由質(zhì)量守恒定律可得，溶液增加的質(zhì)量加剩余氣體的質(zhì)量為原混合氣體的質(zhì)量，所以原混合氣體的質(zhì)量為：45.76g+3.0g=48.76g，所以原混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為：$\frac{48.76g}{1.2mol}$≈40.6g/mol，其平均相對(duì)分子質(zhì)量為40.6，
答：原混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量可能為40.8或40.6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算，關(guān)鍵是利用質(zhì)量守恒定律計(jì)算混合氣體總質(zhì)量，注意掌握討論法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力．