Question

如圖所示：在B槽中裝有500mL水，容積為a mL的試管A充滿了NO₂和NO的混合氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），將試管A倒插入B槽的水中，充分反應(yīng)，試管A中余下氣體的體積為0.5amL．
（1）將A倒插入B水槽中發(fā)生的反應(yīng)為

 

，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為

 

，原混合氣體中NO₂和NO的物質(zhì)的量之比為

 

．
（2）通過導(dǎo)氣管C往余下0.5amL氣體的試管A中緩慢持續(xù)通入氧氣，A中可能觀察到的現(xiàn)象是：

 

．
（3）當(dāng)試管A中充滿氣體時(shí)停止通入氧氣，然后將試管取出水槽，水槽B中溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

mol?L^-1（設(shè)溶液的體積仍為500mL）．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,氮的氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響

專題：

分析：（1）將A倒插入B水槽中發(fā)生反應(yīng)3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，根據(jù)化合價(jià)變化判斷氧化劑、還原劑及其質(zhì)量之比；根據(jù)氣體體積減小量，利用差量法計(jì)算二氧化氮的體積，進(jìn)而計(jì)算NO的體積，體積之比等于物質(zhì)的量之比；
（2）剩余NO，持續(xù)通入氧氣，會(huì)發(fā)生，4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續(xù)通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體；
（3）根據(jù)氮元素守恒，氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO₂）+n（NO），再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算所得硝酸的濃度．

解答： 解：（1）將A倒插入B水槽中，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮?dú)怏w，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，該反應(yīng)中，二氧化氮中+4價(jià)N元素被氧化成+5價(jià)的硝酸，同時(shí)被還原成+2價(jià)的一氧化氮，則3mol二氧化氮參與反應(yīng)，作氧化劑被還原的二氧化氮為1mol，作還原劑被氧化的有2mol，則氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為1：2；
充滿了NO₂和NO的混合氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）試管A倒水中．充分反應(yīng)后，試管A中余下氣體的體積為0.5a mL，則：
3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，體積減少△V
3                     2
V（NO₂）          amL-0.5amL=0.5amL
故V（NO₂）=

0.5amL×3

2

=0.75amL，
則V（NO）=amL-0.75amL=0.25mL，
故n（NO₂）：n（NO）=V（NO₂）：V（NO）=0.75amL：0.25mL=3：1，
故答案為：3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO；1：2；3：1；
（2）剩余NO，持續(xù)通入氧氣，會(huì)發(fā)生4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續(xù)通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體，
故答案為：無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續(xù)通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體；
（3）根據(jù)氮元素守恒可知，水槽中生成硝酸的物質(zhì)的量為：n（HNO₃）=n（NO₂）+n（NO）=

a

22.4

×10^-3mol，
故硝酸的濃度為：c（HNO₃）=

a 22.4 ×10-3mol

0.5L

=

a

11200

mol/L，
故答案為：

a

11200

mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物有關(guān)計(jì)算、氮的氧化物性質(zhì)等知識(shí)，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力，明確反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意質(zhì)量守恒定律在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用．