Question

20．有一无色气体（可能由O₂、N₂、CO₂、HCl、NH₃、H₂、NO、NO₂中的一种或几种组成），体积为100mL．如图示通过浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少到一半；通过球形干燥管后气体呈红棕色，再将该气体完全通入盛满水且倒立于水槽的试管内，发现倒立于水槽的试管内的水位下降后又缓慢上升，最后试管内全部充满液体，由此判断：
（1）球形干燥管内的固体是Na₂O₂，，反应方程式为2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）原气体中一定有NH₄（50ml）和NO、CO₂（填两种气体），其体积分别是20ml，30ml；原气体中一定没有O₂、HCl、NO₂．

Answer 1

分析 有一无色气体（可能由O₂、N₂、CO₂、HCl、NH₃、H₂、NO、NO₂中的一种或几种组成），体积为100mL，判断一定不含有红棕色气体NO₂，通过浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少到一半说明气体被浓硫酸吸收，判断一定含NH₃，则一定不含与氨气反应的气体HCl，通过球形干燥管后气体呈红棕色，说明生成了二氧化氮气体，判断元气体中一定含NO，则一定不含O₂，再将该气体完全通入盛满水且倒立于水槽的试管内，发现倒立于水槽的试管内的水位下降后又缓慢上升，最后试管内全部充满液体，说明一定不含难溶气体N₂、H₂，干燥管中是过氧化钠，会和二氧化碳反应生成氧气，且氧气和一氧化氮体积比为3：4；

解答 解：有一无色气体（可能由O₂、N₂、CO₂、HCl、NH₃、H₂、NO、NO₂中的一种或几种组成），体积为100mL，判断一定不含有红棕色气体NO₂，通过浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少到一半说明气体被浓硫酸吸收，判断一定含NH₃，则一定不含与氨气反应的气体HCl，通过球形干燥管后气体呈红棕色，说明生成了二氧化氮气体，判断元气体中一定含NO，则一定不含O₂，再将该气体完全通入盛满水且倒立于水槽的试管内，发现倒立于水槽的试管内的水位下降后又缓慢上升，最后试管内全部充满液体，说明一定不含难溶气体N₂、H₂，干燥管中是过氧化钠，会和二氧化碳反应生成氧气，且氧气和一氧化氮体积比为3：4；
（1）球形干燥管内的固体是Na₂O₂，反应的化学方程式为：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案为：Na₂O₂，2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）CO₂和过氧化钠反应生成氧气，氧气和NO反应生成红棕色气体NO₂，氧气和二氧化氮与水完全反应生成硝酸，发生4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，设有4molNO₂，则应有4molNO，反应2NO+O₂=2N0₂和4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃共需要氧气为：2mol+1mol=3mol，二氧化碳的物质的量：6mol，
则n（CO₂）：n（NO）=6：4=3：2，CO₂体积为$\frac{3}{5}$×（100ml-50ml）=30ml，NO气体体积=$\frac{2}{5}$×（100ml-50ml）=20ml，
原气体中一定含NH₃体积为50ml，CO₂体积为30ml，NO体积为20ml，原气体中一定不含O₂、HCl、NO₂，
故答案为：NO、CO₂ ，20ml，30ml，O₂、HCl、NO₂．

点评 本题考查混合气体的组成判断，明确常见气体的性质是解题关键，主要是气体通过试剂后的体积变化分析判断，题目难度中等．