Question

 如图所示：在B水槽中装有500mL水，容积为amL的试管A 充满了NO₂和NO的混合气体（标准状况），将试管A倒插入B槽的水中．充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL，则原混合气体中NO₂和NO的物质的量之比为

3：1

；通过导气管C往余下0.5a mL 气体的试管A中持续通入氧气，A 中可能观察到的现象是：

无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体

．当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，则共通入氧气的体积为

11

8

a

mL，水槽B中溶液的物质的量浓度为

a

11200

mol?L^-1（设溶液的体积仍为500mL）

Answer 1

分析：（1）发生3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，导致气体的体积减小，根据气体体积减小，利用差量法计算二氧化氮的体积，进而计算NO的体积，体积之比等于物质的量之比；
（2）剩余NO，持续通入氧气，会发生，4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体；
（3）试管A中充满气体时停止通入氧气，完全为氧气，发生反应4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，令通入氧气为xL，则参加反应的氧气为（x-a）mL，根据方程式计算；
（4）根据氮元素守恒，氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO₂）+n（NO），再根据c=

n

V

计算所得硝酸的浓度．

解答：解：（1）充满了NO₂和NO的混合气体（标准状况）试管A倒水中．充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL，则：
3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，体积减少△V
3                     2
V（NO₂）                amL-0.5amL=0.5amL
故V（NO₂）=

0.5amL×3

2

=0.75amL，则V（NO）=amL-0.75amL=0.25mL，
故n（NO₂）：n（NO）=V（NO₂）：V（NO）=0.75amL：0.25mL=3：1，
故答案为：3：1；
（2）剩余NO，持续通入氧气，会发生4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体，
故答案为：无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体；
（3）试管A中充满气体时停止通入氧气，完全为氧气，令通入氧气为xL，则：
    4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃
    4    3
0.5amL  （x-a）mL
所以4：3=0.5amL：（x-a）mL
解得：x=

11

8

a，
故答案为：

11

8

a；
（4）V（NO₂）=0.75amL，氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO₂）+n（NO）=

a

22.4

×10^-3mol，
故c（HNO₃）=

a 22.4 ×10-3mol

0.5L

=

a

11200

mol/L，
故答案为：

a

11200

．

点评：本题考查混合物有关计算、氮的氧化物性质等，难度中等，注意根据方程式进行计算．