题目内容

3.将容积为40mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体,将量筒倒置在盛满水的水槽里,一段时间后,量筒里剩余气体体积为5mL.则原混合气体中NO2和O2体积比可能是(  )
A.3:7B.7:1C.5:3D.1:1

分析 可能发生的反应为:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO,试管中O2和NO2气体按体积比1:4混合全部溶解,
若剩余气体为氧气,根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3,求出参加此反应的O2,最后相加得到原来的氧气;
若为NO,先根据3NO2+H2O=2HNO3+2NO求出过量的NO2,然后根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3求氧气体积,进而计算NO2的体积,以此解答该题.

解答 解:NO2和O2与水的反应属于循环反应,可简化为:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,对该反应来说,若NO2剩余,则实际是NO,由3NO2+H2O=2HNO3+NO可知,剩余NO气体是5mL,说明剩余的NO2为:5mL×3=15mL,其余的25mL气体中V(NO2):V(O2)=4:1,则混合气体中氧气的体积为:25mL×$\frac{1}{5}$=5mL,二氧化氮的体积为:40mL-5mL=35mL,则原混合气体中NO2和O2体积比为:35mL:5mL=7:1;
若剩余气体是O2,则反应的35mL中V(NO2):V(O2)=4:1,原混合气体中二氧化氮的体积为:35mL×$\frac{4}{5}$=28mL,氧气为:40mL-28mL=12mL,
则原混合气体中NO2和O2体积比为:28mL:12mL=7:3,
故选B.

点评 本题考查了氮氧化物的性质、混合物有关计算,为高频考点,题目难度中等,关键是分析剩余气体的成分,再根据反应的方程式计算,试题培养了学生的分析及化学计算能力.

练习册系列答案
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4.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾是制备负载活性催化剂的主要原料.加热至110℃时失去结晶水,230℃时分解.极易感光,室温下光照变为黄色:
2K3[Fe(C2O43]•3H2O→2FeC2O4•2H2O+3K2C2O4+2CO2↑+2H2O
已知:
物质名称化学式相对分子质量颜色溶解性
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾K3[Fe(C2O43]•3H2O491翠绿色可溶于水,难溶于乙醇
草酸亚铁FeC2O4•2H2O180黄色难溶于水,可溶于酸
某同学对三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备及组成进行了实验探究.回答下列问题:
(一)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备
(ⅰ)称取4.50g FeC2O4•2H2O固体,加入饱和K2C2O4溶液中,用滴管慢慢加入3% H2O2溶液,不断搅拌,并保持温度在40℃左右.充分反应后,沉淀转化为氧氧化铁.
(ⅱ)加热至沸腾,滴加1mol 的草酸溶液至沉淀溶解.用草酸或草酸钾调节溶液pH=4-5
(ⅲ)小火加热浓缩,冷却结晶,过滤,先用少量冰水洗涤,再用无水乙醇洗涤,低温干燥后称量,得到9.80g 翠绿色晶体.
(1)完成步骤(i)发生反应的离子方程式:
6FeC2O4•2H2O+6 C2O42-+3 H2O2═2Fe(OH)3+4[Fe(C2O43]3-+12H2O
(2)步骤(ⅲ)中,用无水乙醇洗涤晶体的目的是.
(3)列式计算本实验中三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的产率.
(二)草酸根含量侧定
准确称取4.80g 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾样品,配制成250mL 溶液.量取25.00mL 溶液置于锥形瓶中,加入5.0mL 1mol/L H2SO4,用0.06mol/L的KMnO4溶液滴定.滴定终点时消耗KMnO4溶液20.00mL.
(4)滴定过程中,盛放高锰酸钾溶液的仪器名称是酸式滴定管,滴定时发生反应的离子方程式为5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O或5[Fe(C2O43]3-+6MnO4-+48H+=30CO2↑+6Mn2++24H2O+5Fe3+
(5)样品中草酸根的物质的量为0.03mol;若该数值大于4.80g二草酸合铁(Ⅲ)酸钾纯品中草酸根的物质的量,其原因可能是ac(填字母).
a.制取过程中草酸或草酸钾用量过多
b.样品未完全干燥
c.滴定时盛放KMnO4溶液的仪器未用标准液润洗
d.锥形瓶洗净后未烘干
(三)某同学制得的三草酸合铁(Ⅲ)酸钾,晶体表面发黄,推测可能有部分晶体发生了分解.
(6)为了验证此推测是否正确,可选用的试剂是酸化的K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液.

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