Question

9．同温同压下，三个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①HCl ②NO₂③体积比为1：1的NO₂和O₂，进行喷泉实验．经充分反应后烧瓶内溶质的物质的量浓度之比为（　　）

• A． 1：1：1
• B． 4：4：5
• C． 5：5：4
• D． 15：10：12

Answer 1

分析 相同条件下，等体积的气体其物质的量相等，氯化氢极易溶于水，则盛有氯化氢的烧瓶分别倒立在水槽中时，水会充满整个烧瓶；二氧化氮和水反应方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根据方程式可知，水充入烧瓶容积的$\frac{2}{3}$，据反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃计算出反应后溶质的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算溶液的物质的量浓度．

解答 解：相同条件下，等体积的气体的物质的量相等，氨气和氯化氢极易溶于水，则盛有等体积氯化氢、氨气的烧瓶分别倒立在水槽中时，水会充满整个烧瓶；
二氧化氮和水反应方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根据方程式知，水会充入烧瓶容积的$\frac{2}{3}$，溶液中的溶质是硝酸，其物质的量是二氧化氮的$\frac{2}{3}$，
假设烧瓶的体积为1L，该条件下气体摩尔体积为V_m，则：n（HCl）=n（NO₂）=$\frac{1}{Vm}$mol，
溶液中溶质的物质的量分别为：n（HCl）=$\frac{1}{Vm}$，n（HNO₃）=$\frac{1}{Vm}$×$\frac{2}{3}$，
溶液的体积分别为：V（HCl）=1L，V（HNO₃）=$\frac{2}{3}$L，
根据c=$\frac{n}{V}$知，两种溶液的物质的量浓度相等，都是$\frac{1}{Vm}$mol/L，
体积比为1：1的NO₂和O₂的混合气中，假设体积都为VL，根据以下方程式反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，所以氧气剩余0.75V，而且生成硝酸物质的量为：$\frac{V}{Vm}$mol，烧瓶充满溶液其体积为2V-0.75V=1.25VL，所以溶质的物质的量浓度为$\frac{\frac{V}{Vm}}{1.25V}$mol/L=$\frac{1}{Vm}$×$\frac{4}{5}$mol/L，所以所得三种溶液的物质的量浓度之比为$\frac{1}{Vm}$mol/L：$\frac{1}{Vm}$mol/L：（$\frac{1}{Vm}$×$\frac{4}{5}$）mol/L=5：5：4，
故选C．

点评 本题考查了物质的量浓度的有关计算，题目难度中等，可以根据c=$\frac{n}{V}$分析解答，明确溶液中的溶质是解本题的关键，注意盛放二氧化氮的烧瓶中水的体积及溶质的物质的量，为易错点．