题目内容

18.将O2和NH3的混合气体448mL通过加热的三氧化二铬,充分反应后,再通过足量的水,最终收集到44.8mL气体.原混合气体中O2的体积可能是(假设氨全部被氧化;气体体积均已换算成标准状况)(  )
A.231.5mLB.268.8mLC.282.5mLD.313.6mL

分析 发生反应为:4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,剩余的44.8mL气体可能为氧气,有可能是NO,设出混合气体中氨气体积为x、氧气体积为y,然后分别根据剩余气体为氧气、NO结合反应方程式列式计算即可.

解答 解:最终收集到44.8mL气体可能为氧气,有可能为NO,
当剩余气体为氧气时,发生反应有:4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,设氧气总体积为y,氨气总体积为x,则:①x+y=448mL;由于氨气完全反应,则x体积氨气消耗氧气体积为:x×$\frac{5}{4}$=$\frac{5}{4}$x,同时生成NO体积为x,生成的NO完全反应消耗氧气的体积为:x×$\frac{3}{4}$=$\frac{3}{4}$x,则:②$\frac{5}{4}$x+$\frac{3}{4}$x+44.8mL=y,联立①②解得:x=134.4mL、y=313.6mL,即:氧气体积为313.6mL;
当剩余的气体为NO时,则氧气、氨气完全反应,发生反应为:4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,剩余的44.8mL为NO,设原混合气体中氨气体积为x、氧气体积为y,则:③x+y=448mL,氨气完全反应消耗氧气体积为x×$\frac{5}{4}$=$\frac{5}{4}$x,同时生成NO体积为x,其中转化成硝酸的NO体积为:x-44.8mL,此过程中消耗氧气体积为:(x-44.8mL)×$\frac{3}{4}$,消耗氧气总体积为:④$\frac{5}{4}$x+(x-44.8mL)×$\frac{3}{4}$=y,联立③④可得:x=160.5mL、y=287.5mL,即:原混合气体中氧气的总体积为287.5mL,
根据分析可知,原混合气体中氧气总体积可能为:313.6mL或287.5mL,
故选D.

点评 本题考查了混合物反应的计算,题目难度较大,明确剩余气体组成为解答关键,注意掌握讨论法在化学计算中的应用,试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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10.某化学兴趣小组的同学为探究Fe(NO32等硝酸盐热分解产物和产物的性质,他们开展了如下探究性学习.
Ⅰ.查阅资料:金属的活泼性不同,其硝酸盐分解产物不同,依据金属活动顺序:
(1)K→Na等活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸和氧气,
如:2NaNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNO2+O2↑;
(2)Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO2和O2,如:2Cu(NO32$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO2↑+O2↑;
(3)Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO2和O2,如:2AgNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO2↑+O2↑.
Ⅱ.实验探究,在实验的基础上得到相关结论:
【实验一】探究Fe(NO32热分解固体产物中Fe元素的价态.该小组甲同学将Fe(NO32热分解固体产物溶于足量的稀H2SO4,将得到的溶液分成两份,进行以下探究实验.
(1)提出猜想:
猜想一:Fe元素只显+2价;
猜想二:Fe元素只显+3价;
猜想三:Fe元素既有+2价又有+3价.
(2)实验操作:①向一份溶液中滴入KSCN溶液;②向另一份溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液.
(3)实验现象:实验①溶液呈血红色;实验②溶液不褪色.
(4)实验结论:猜想二成立,Fe(NO32分解的化学方程式是4Fe(NO32$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe2O3+8NO2↑+O2↑.
【实验二】探究Fe(NO32热分解气体产物的性质.乙、丙同学进行了如图所示的实验(收集时操作恰当,几乎没有空气):
实验步骤:①连接仪器;②检查装置气密性;③取一定质量Fe(NO32装于大试管中,并重新连接好仪器;④加热;⑤…
(1)乙同学使用Ⅰ装置收集气体,恰好收集到27mL红棕色气体
(2)丙同学取等质量的Fe(NO32在同样条件下热分解,并使用Ⅱ装置收集气体产物,可收集到4 mL气体.
【实验三】探究固体混合物的组成和特征.
(1)丁同学取KNO3、Cu(NO32、Fe(NO32的混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体,则KNO3、Cu(NO32、Fe(NO32的物质的量之比可能是B(填选项字母).
A.1:2:3    B.1:2:2      C.2:1:3    D.3:8:5
(2)若取按上述比例混合的固体硝酸盐1mol溶于200mL 3mol•L-1的硫酸中,再向溶液中加入铜片,可溶解的铜的最大质量为28.8 g.

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