Question

如圖所示：在B水槽中裝有500mL水，容積為amL的試管A 充滿了NO₂和NO的混合氣體（標準狀況），將試管A倒插入B槽的水中．充分反應后，試管A中余下氣體的體積為0.5a mL，則原混合氣體中NO₂和NO的物質的量之比為________；通過導氣管C往余下0.5a mL 氣體的試管A中持續通人氧氣，A 中可能觀察到的現象是：________．當試管A中充滿氣體時停止通入氧氣，然后將試管取出水槽，則共通入氧氣的體積為________mL，水槽B中溶液的物質的量濃度為________mol?L^-1（設溶液的體積仍為500mL）

Answer 1

3：1    無色氣體變為紅棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體    a    
分析：（1）發生3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，導致氣體的體積減小，根據氣體體積減小，利用差量法計算二氧化氮的體積，進而計算NO的體積，體積之比等于物質的量之比；
（2）剩余NO，持續通人氧氣，會發生，4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃無色氣體變為紅棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體；
（3）試管A中充滿氣體時停止通入氧氣，完全為氧氣，發生反應4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，令通入氧氣為xL，則參加反應的氧氣為（x-a）mL，根據方程式計算；
（4）根據氮元素守恒，氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO₂）+n（NO），再根據c=計算所得硝酸的濃度．
解答：（1）充滿了NO₂和NO的混合氣體（標準狀況）試管A倒水中．充分反應后，試管A中余下氣體的體積為0.5a mL，則：
3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，體積減少△V
3 2
V（NO₂） amL-0.5amL=0.5amL
故V（NO₂）==0.75amL，則V（NO）=amL-0.75amL=0.25mL，
故n（NO₂）：n（NO）=V（NO₂）：V（NO）=0.75amL：0.25mL=3：1，
故答案為：3：1；
（2）剩余NO，持續通人氧氣，會發生4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，無色氣體變為紅棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體，
故答案為：無色氣體變為紅棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體；
（3）試管A中充滿氣體時停止通入氧氣，完全為氧氣，令通入氧氣為xL，則：
4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃
4 3
0.5amL （x-a）mL
所以4：3=0.5amL：（x-a）mL
解得：x=a，
故答案為：a；
（4）V（NO₂）=0.75amL，氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO₂）+n（NO）=×10^-3mol，
故c（HNO₃）==mol/L，
故答案為：．
點評：本題考查混合物有關計算、氮的氧化物性質等，難度中等，注意根據方程式進行計算．