Question

17．已知NH₃是能用来做喷泉实验的气体，若在同温同压下用等体积烧瓶一个收集满NH₃，另一个收集NH₃和N₂的混合气体，如图所示，喷泉实验停止后，两个烧瓶内溶液的关系式（不考虑烧瓶内溶质的扩散，氯水的溶质按NH₃计算）（　　）

• A． 溶质的物质的量浓度相同，溶质的质量分数不同
• B． 溶质的质量分数相同，溶质的物质的量不同
• C． 溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同
• D． 溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同

Answer 1

分析 设在标准状况下，烧瓶的容积为V L，所以NH₃及NH₃和N₂的混合气体的体积也均为VL，再设出NH₃和N₂的混合气体中氨气的体积为xL；实验完毕后只充有氨气的烧瓶中充满溶液，溶液的体积为V L，另一个充有NH₃和N₂的混合气体烧瓶中含有xL氨气，则反应后溶液体积为xL，根据n=$\frac{V}{22.4L/mol}$计算出氨气的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算出溶液的物质的量浓度；物质的量浓度相同，溶质相同，则两溶液的质量分数也相等．

解答 解：设在标准状况下，烧瓶的容积为V L，所以NH₃及NH₃和N₂的混合气体的体积也均为VL，再设出NH₃和N₂的混合气体中氨气的体积为xL，
实验完毕后只充有氨气的烧瓶中充满溶液，溶液的体积为V L，溶质的物质的量均为$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22.4}$mol，反应后溶液的物质的量浓度均为：$\frac{\frac{V}{22.4}mol}{VL}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L；
另一个充有NH₃和N₂的混合气体烧瓶中含有xL氨气，则反应后溶液体积为xL，溶质的物质的量为：$\frac{xL}{22.4L/mol}$=$\frac{x}{22.4}$mol，反应后溶液的物质的量浓度均为：$\frac{\frac{x}{22.4}mol}{xL}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L，
根据分析可知，反应后两个烧瓶中氨水的物质的量浓度相等，
由于溶质相同，则两个烧瓶中溶质的质量分数也一定相等，
故选D．

点评 本题考查了物质的量浓度的计算与判断，题目难度中等，明确发生反应原理为解答关键，注意熟练掌握物质的量与物质的量浓度、气体摩尔体积之间的关系．