Question

16．取三个干燥的烧瓶，分别装入标准状况下的干燥氨气、含有二分之一体积空气的氯化氢、二氧化氮和氧气（体积比为4：1）的混合气体；然后分别做溶解于水的喷泉实验．实验结束后三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为（　　）

• A． 2：1：2
• B． 5：5：4
• C． 1：1：1
• D． 无法确定

Answer 1

分析 干燥纯净的氨气，含一半空气的氯化氢气体，这两个是一样的，他们都是$\frac{1}{22.4}$mol/L，因为每当溶解1L气体时会进入溶液是1L，此时溶质的物质的量是$\frac{1}{22.4}$mol/L，二氧化氮和氧气（体积比为4：1）的烧瓶根据反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃来进行计算．

解答 解：假设烧瓶体积为5V，则干燥纯净的氨气体积为5V完全溶于水后烧瓶充满溶液溶液体积也是5V，溶质物质的量浓度为：$\frac{\frac{5V}{22.4}}{5V}$=$\frac{1}{22.4}$（mol/L）；
含一半空气的氯化氢烧瓶中氯化氢体积为2.5V完全溶解后烧瓶进水$\frac{1}{2}$，也就是溶液体积为2.5V，所以溶质物质的量浓度为：$\frac{\frac{2.5V}{22.4}}{2.5V}$=$\frac{1}{22.4}$（mol/L）；
二氧化氮与氧气体积比为$\frac{4}{1}$的混合气中NO₂体积为4V，
根据以下方程式恰好完全反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，而且生成硝酸物质的量为$\frac{4V}{22.4}$（mol），
由于完全反应所以烧瓶充满溶液其体积为5V，所以溶质的物质的量浓度为：$\frac{\frac{4V}{22.4}}{5V}$=$\frac{0.8V}{22.4}$（mol/L）．
所以三个烧瓶中所得溶液的溶质的物质的量浓度之比为：$\frac{1}{22.4}$（mol/L）：$\frac{1}{22.4}$（mol/L）：$\frac{0.8V}{22.4}$（mol/L）=1：1：0.8=5：5：4，
故选B．

点评 本题考查物质的量浓度的计算，题目难度中等，明确二氧化氮与水的反应原理为解答关键，根据物质的量浓度的计算公式进行计算，试题培养了学生的化学计算能力．