Question

實(shí)驗(yàn)室用向上排空氣法收集NO₂氣體，若用150mL的集氣瓶收集了一定量的NO₂后，將集氣瓶倒置于盛滿水的水槽里，充分作用后殘留60mL氣體，將集氣瓶從水槽中取出，又見瓶中氣體變成紅棕色，據(jù)此推知收集的NO₂氣體的體積為［空氣按體積比V（N₂）∶V（O₂）=4∶1計(jì)，不考慮N₂O₄的生成］（      ）。
A．50mL       B．72mL        C．78mL       D．100mL

Answer 1

D
【試題分析】
有關(guān)氮的氧化物溶于水的計(jì)算一般只是NO₂或NO₂與O₂或NO₂、NO、O₂等溶于水的計(jì)算，而本題增加了空氣這一成分，使本題的思維空間變得很大。如果概念不清，思維不暢，則只能是“望題興嘆”。
解答本題的關(guān)鍵是要弄清楚兩個(gè)問題：①60mL殘留氣體的成分為NO和N₂，且NO由NO₂與H₂O反應(yīng)得到；②空氣中的O₂與NO₂按3∶4消耗完全。
根據(jù)題意可分析推理如下：

        150mL     60mL
由此可見，N₂的量在整個(gè)反應(yīng)過程中是不變量。抓住這一點(diǎn)，根據(jù)空氣中的N₂和O₂的體積比為4∶1，可設(shè)O₂為xmL，則N₂為4xmL，反應(yīng)后剩余的NO為（60-4x）mL。
由4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知xmLO₂要消耗掉4xmL的NO₂；再根據(jù)3NO₂+H₂O=2HNO₃
+NO，可知需3（60-4x）mL的NO₂，才能生成（60-4x）mLNO�？闪谐鲆韵路匠蹋�
4x+3（60-4x）+4x+x=150
解得x=10（mL）。
所以，收集的NO₂的量為：4xmL+3（60-4x）mL=4×10mL+3（60-4×10）mL=100mL。