Question

13．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． 1：1：1
• C． 5：5：4
• D． 7：7：4

Answer 1

分析 设出烧瓶体积，根据n=$\frac{V}{Vm}$计算出烧瓶中气体的物质的量，干燥、纯净的NH₃中溶液充满烧瓶，含一半空气的氯化氢气体形成的溶液体积为烧瓶容积的一半，根据c=$\frac{n}{V}$计算出溶液的浓度；根据反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃计算出反应后溶质的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算出硝酸的浓度，最后计算出三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比．

解答 解：设烧瓶体积为5VL，则干燥纯净的氨气体积为5VL完全溶于水后烧瓶充满溶液溶液体积也是5VL，溶质物质的量浓度为：$\frac{\frac{5VL}{22.4L/mol}}{5VL}$=$\frac{1}{22.4}$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：$\frac{\frac{2.5VL}{22.4L/mol}}{2.5VL}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L；
二氧化氮与氧气体积比为4：1的混合气中NO₂体积为4VL，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：$\frac{4VL}{22.4L/mol}$=$\frac{4V}{22.4}$mol，
由于完全反应所以烧瓶充满溶液其体积为5VL，所以溶质的物质的量浓度为：$\frac{\frac{4V}{22.4}mol}{5V}$=$\frac{1}{28}$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：$\frac{1}{28}$mol/L=5：5：4，
故选C．

点评 本题考查物质的量浓度的计算，题目难度中等，做题时要把握二氧化氮与水反应的性质，根据物质的量浓度的计算公式进行计算．