Question

12．电解普通水和重水（${\;}_{2}^{1}$H₂O）的混合物，通电一段时间后，两极共生成气体18.5g，体积为33.6L（标况下）．求所生成的气体中氕和氘的原子个数比是多少．

Answer 1

分析 先根据氢气和氧气的体积之比为2：1，从而计算出氢气和氧气的体积以及各自物质的量，计算出氧气的质量，进而计算氢气总质量，再利用平均摩尔质量法计算普通氢和重氢的物质的量之比，结合分子构成计算重氢和普通氢的原子个数之比即可．

解答 解：电解水的方程式为2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，由方程式知，氢气和氧气的体积之比为2：1，即氢气的体积为22.4L，氢气的物质的量为1mol；氧气的体积为11.2L，氧气的质量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$×32g/mol=16g；氢气的质量为2.5g，所以氢气的平均摩尔质量=$\frac{2.5g}{1mol}$=2.5g/mol，普通氢和重氢的物质的量之比为：，即为1.5：0.5=3：1，普通氢和重氢都是双原子分子，所以普通氢和重氢的原子个数之比为3：1；
答：生成的气体中氕和氘的原子个数比是3：1．

点评 本题以电解原理为载体，考查了化学方程式计算、物质的量的有关计算，难度不大，充分利用平均摩尔质量法是解答本题是关键，注意对十字相乘法的理解．