Question

一支容積為12 mL的試管內(nèi)充滿O₂和NO₂的混合氣體，將試管倒置于水中，充分反應(yīng)后：（1）若無氣體剩余，原混合氣體中NO₂和O₂的體積各為多少？（2）若氣體剩余2 mL，原混合氣體中NO₂和O₂的體積各為多少？

Answer 1

解析：當(dāng)NO₂和O₂的混合氣體溶于足量的水中，發(fā)生如下反應(yīng)：4NO₂+O₂+2H₂O4HNO₃

若V（NO₂）∶V（O₂）=4∶1，則無氣體剩余；若V（NO₂）∶V（O₂）＜4∶1，則有O₂剩余；若V（NO₂）∶V（O₂）＞4∶1，則有NO剩余（因過量的NO₂和H₂反應(yīng)：3NO₂+H₂O2HNO₃+NO，所以剩余氣體是NO）。

（1）設(shè)原混合氣體中NO₂為x mL，則O₂為（12-x）mL,

4NO₂+O₂+2H₂O4HNO₃

  4        1

  x     (12-x)

4∶x=1∶（12-x），得x=9.6。

所以V（NO₂）=9.6 mL,V(O₂)=12 mL-9.6 mL=2.4 mL。

(2)若剩余2 mL氣體為O₂，設(shè)NO₂為y mL，參加反應(yīng)的O₂為（10-y）mL。

則4∶y=1∶(10-y),y=8 mL。

所以V（NO₂）=8 mL，V（O₂）=12 mL-9.6 mL=2.4 mL。

（2）若剩余2 mL氣體為NO，設(shè)參加反應(yīng)的O₂為z mL，與O₂反應(yīng)的NO₂則為4 z mL，又根據(jù)：

3NO₂+H₂O2HNO₃+NO，

   3                               1

  6 mL                        2 mL

與水反應(yīng)的NO₂為6 mL。

則?z+4z?=6 mL,z=1.2 mL，V（NO₂）=4z+6 mL。

所以V（O₂）=1.2 mL,V(NO₂)=10.8 mL。

答案：（1）V（NO₂）=9.6 mL,V(O₂)=2.4 mL。

（2）若剩余氣體為O₂，V（NO₂）=8 mL，V（O₂）=4 mL，若剩余氣體為NO,V(NO₂)=10.8 mL，V（O₂）=1.2 mL。