Question

I．臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气气具有更强的氧化性．实验室可将氧气通过高温放电管来制取臭氧：3O₂

放电  .

2O₃．
（1）若在上述反应中有40%的氧气转化为臭氧，所得混合气体的平均摩尔质量为

 

g/mol．（保留一位小数）
（2）将9L氧气通过高压放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5L，其中臭氧为

 

L．
（3）实验室将氧气和臭氧的混合气体1.568L（标准状况）通入盛有20.0g铜粉的反应器中，充分反应后，气体完全被吸收，粉末质量变为23.2g．则原混合气体中臭氧的体积分数为

 

．（保留一位小数）．
II．将1.28g铜片投入足量硝酸溶液中充分反应，铜片溶解，溶液变蓝，同时收集到一定量混合气体．经测定，该混合气体中含有N₂O，NO₂，N₂O₄，NO四种成分，将该混合气体与足量空气混合，同时通入足量NaOH溶液中，氮氧化物完全被吸收，生成NaNO₃．则空气中参与反应的O₂的物质的量为

 

．

Answer 1

考点：物质的量的相关计算

专题：

分析：I．（1）假设氧气物质的量为10mol，根据方程式计算气体物质的量的减少量，进而计算混合气体总物质的量，根据m=nM计算氧气质量，根据质量守恒定律，反应后混合气体总质量等于起始氧气的质量，再根据M=

m总

n总

计算；
（2）根据气体差量，利用差量法计算生成臭氧的体积；
（3）气态全部参与反应，固体质量增重为氧气、臭氧总质量，根据n=

V

Vm

计算氧气、臭氧总物质的量，再根据氧气、臭氧的总质量、总物质的量列方程计算各自物质的量，进而计算臭氧的体积分数；
Ⅱ．Cu与硝酸反应生成硝酸铜与氮的氧化物，氮的氧化物与足量空气混合，同时通入足量NaOH溶液中，氮氧化物完全被吸收，生成NaNO₃，纵观整个过程，铜将失去的电子等于氧气获得的电子，根据电子转移守恒计算参加反应氧气物质的量．

解答： 解：I．（1）假设氧气物质的量为10mol，根据质量守恒定律，反应后混合气体总质量等于起始氧气的质量，即反应后混合气体总质量为10mol×32g/mol=320g，反应中有40%的氧气转化为臭氧，则参加反应的氧气为4mol，根据3O₂

放电  .

2O₃可知气体物质的量减少4mol×

1

3

，故反应后混合气体总物质的量为10mol-

4

3

mol=

26

3

mol，则反应后混合气体平均摩尔质量为

320g

26 3 mol

=36.9g/mol，故答案为：36.9g/mol；
（2）气体体积减少9L-6.5L=2.5L，则：
3O₂

放电  .

2O₃ 体积减少
2            1
V           2.5L
V=

2.5L×2

1

=5L
故答案为：5；
（3）1.568L混合气体物质的量为

1.568L

22.4L/mol

=0.07mol，反应后固体质量增重23.2g-20g=3.2g，气态全部参与反应，设氧气、臭氧的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者总质量、总物质的量，则：

x+y=0.07 32x+48y=3.2

解得x=0.01 y=0.06
故臭氧的体积分数为

0.06mol

0.07mol

×100%=85.7%，
故答案为：85.7%；
Ⅱ．Cu与硝酸反应生成硝酸铜与氮的氧化物，氮的氧化物与足量空气混合，同时通入足量NaOH溶液中，氮氧化物完全被吸收，生成NaNO₃，纵观整个过程，铜将失去的电子等于氧气获得的电子，1.28gCu的物质的量为

1.28g

64g/mol

=0.02mol，根据电子转移守恒，参加反应氧气物质的量为

0.02mol×2

4

=0.01mol，
故答案为：0.01mol．

点评：本题考查混合物计算、氧化还原反应计算，难度中等，（4）中注意利用始态终态法，根据电子转移守恒计算．