题目内容

11.将10mL充满NO2和O2混合气体的试管倒水槽中,反应停止后试管内剩余2mL色气体,求原混合气体中NO2和O2各多少毫升.

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,液体充满试管,假定全部为二氧化氮,剩余气体体积为$\frac{1}{3}$×10mL=3.3mL>2mL,说明剩余气体为NO或氧气.
若为氧气,计算参加反应气体总体积,根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3计算NO2体积,混合气体总体积减去二氧化氮体积等于原来的氧气体积;
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.

解答 解: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,液体充满试管,假定全部为二氧化氮,剩余气体体积为$\frac{1}{3}$×10mL=3.3mL>2mL,说明剩余气体为NO或氧气.
若为氧气,则参加反应的气体为10mL-2mL=8mL,根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3,可知参加此反应的NO2的体积为8ml×$\frac{4}{5}$=6.4mL,原混合气体中O2的体积为10mL-6.4mL=3.6mL;
若剩余气体为NO气体,根据3NO2+H2O=2HNO3+NO,可知过量的NO2为3×2mL=6mL,反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3消耗的气体总体积为10mL-6mL=4mL,则反应消耗的氧气为4mL×$\frac{1}{5}$=0.8mL,则混合气体中NO2的体积=10mL-0.8mL=9.2mL,
答:原混合气体中V(NO2)=6.4mL、V(O2)=3.6mL或V(NO2)=9.2mL、V(O2)=0.8mL.

点评 本题考查了氮氧化物的性质、混合物有关计算,难度中等,关键是分析剩余气体的成分,再根据方程式计算.

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