Question

2．在標準狀況下，用以下氣體做噴泉實驗，請根據情況，填寫燒瓶中溶液的物質的量濃度（假設燒瓶中溶質不能擴散出來，用分數表示即可）．
（1）用NH₃做噴泉實驗，噴泉結束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質的量濃度為$\frac{1}{22.4}$mol/L．
（2）用NO₂做噴泉實驗，噴泉結束后，水充至燒瓶的2/3處，則溶液的物質的量濃度為$\frac{1}{22.4}$mol/L．
（3）用NO₂和O₂按4：1體積比混合，噴泉結束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質的量濃度為$\frac{1}{28}$ mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）設NH₃氣體體積為xL，則n（NH₃）=$\frac{x}{22.4}$mol，水充滿燒瓶，則溶液體積為xL，則c（NH₃）=$\frac{n}{V}$；
（2）設二氧化氮體積為xL，NO₂和水反應方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根據方程式知，最終得到溶液溶質為HNO₃，n（HNO₃）=$\frac{2}{3}$n（NO₂）=$\frac{2}{3}$×$\frac{x}{22.4}$=$\frac{x}{33.6}$mol，溶液體積為$\frac{2}{3}$xL，則c（HNO₃）=$\frac{n}{V}$；
（3）設容器體積為xL，用NO₂和O₂按4：1體積比混合，n（HNO₃）=n（NO₂）=$\frac{4}{5}$×$\frac{x}{22.4}$=$\frac{x}{28}$mol，發生的反應為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，噴泉結束后，水充滿燒瓶，溶液體積為xL，則c（HNO₃）=$\frac{n}{V}$．

解答 解：（1）設NH₃氣體體積為xL，則n（NH₃）=$\frac{x}{22.4}$mol，水充滿燒瓶，則溶液體積為xL，則c（NH₃）=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{x}{22.4}mol}{xL}$mol/L=$\frac{1}{22.4}$mol/L，
故答案為：$\frac{1}{22.4}$mol/L；
（2）設二氧化氮體積為xL，NO₂和水反應方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根據方程式知，最終得到溶液溶質為HNO₃，n（HNO₃）=$\frac{2}{3}$n（NO₂）=$\frac{2}{3}$×$\frac{x}{22.4}$=$\frac{x}{33.6}$mol，溶液體積為$\frac{2}{3}$x，則c（HNO₃）=$\frac{\frac{x}{33.6}mol}{\frac{2}{3}xL}$mol/L=$\frac{1}{22.4}$mol/L，
故答案為：$\frac{1}{22.4}$mol/L；
（3）設容器體積為xL，用NO₂和O₂按4：1體積比混合，n（HNO₃）=n（NO₂）=$\frac{4}{5}$×$\frac{x}{22.4}$=$\frac{x}{28}$mol，發生的反應為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，噴泉結束后，水充滿燒瓶，溶液體積為xL，則c（HNO₃）=$\frac{\frac{x}{28}mol}{xL}$mol/L=$\frac{1}{28}$ mol•L^-1，
故答案為：$\frac{1}{28}$ mol•L^-1．

點評 本題考查物質的量濃度有關計算，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，正確判斷溶液中溶質及其物質的量是解本題關鍵，熟練掌握物質的量有關公式，題目難度中等．