Question

2．在标准状况下，用以下气体做喷泉实验，请根据情况，填写烧瓶中溶液的物质的量浓度（假设烧瓶中溶质不能扩散出来，用分数表示即可）．
（1）用NH₃做喷泉实验，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为$\frac{1}{22.4}$mol/L．
（2）用NO₂做喷泉实验，喷泉结束后，水充至烧瓶的2/3处，则溶液的物质的量浓度为$\frac{1}{22.4}$mol/L．
（3）用NO₂和O₂按4：1体积比混合，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为$\frac{1}{28}$ mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）设NH₃气体体积为xL，则n（NH₃）=$\frac{x}{22.4}$mol，水充满烧瓶，则溶液体积为xL，则c（NH₃）=$\frac{n}{V}$；
（2）设二氧化氮体积为xL，NO₂和水反应方程式为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根据方程式知，最终得到溶液溶质为HNO₃，n（HNO₃）=$\frac{2}{3}$n（NO₂）=$\frac{2}{3}$×$\frac{x}{22.4}$=$\frac{x}{33.6}$mol，溶液体积为$\frac{2}{3}$xL，则c（HNO₃）=$\frac{n}{V}$；
（3）设容器体积为xL，用NO₂和O₂按4：1体积比混合，n（HNO₃）=n（NO₂）=$\frac{4}{5}$×$\frac{x}{22.4}$=$\frac{x}{28}$mol，发生的反应为4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，喷泉结束后，水充满烧瓶，溶液体积为xL，则c（HNO₃）=$\frac{n}{V}$．

解答 解：（1）设NH₃气体体积为xL，则n（NH₃）=$\frac{x}{22.4}$mol，水充满烧瓶，则溶液体积为xL，则c（NH₃）=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{x}{22.4}mol}{xL}$mol/L=$\frac{1}{22.4}$mol/L，
故答案为：$\frac{1}{22.4}$mol/L；
（2）设二氧化氮体积为xL，NO₂和水反应方程式为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根据方程式知，最终得到溶液溶质为HNO₃，n（HNO₃）=$\frac{2}{3}$n（NO₂）=$\frac{2}{3}$×$\frac{x}{22.4}$=$\frac{x}{33.6}$mol，溶液体积为$\frac{2}{3}$x，则c（HNO₃）=$\frac{\frac{x}{33.6}mol}{\frac{2}{3}xL}$mol/L=$\frac{1}{22.4}$mol/L，
故答案为：$\frac{1}{22.4}$mol/L；
（3）设容器体积为xL，用NO₂和O₂按4：1体积比混合，n（HNO₃）=n（NO₂）=$\frac{4}{5}$×$\frac{x}{22.4}$=$\frac{x}{28}$mol，发生的反应为4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，喷泉结束后，水充满烧瓶，溶液体积为xL，则c（HNO₃）=$\frac{\frac{x}{28}mol}{xL}$mol/L=$\frac{1}{28}$ mol•L^-1，
故答案为：$\frac{1}{28}$ mol•L^-1．

点评 本题考查物质的量浓度有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，正确判断溶液中溶质及其物质的量是解本题关键，熟练掌握物质的量有关公式，题目难度中等．