Question

7．將標準狀況下體積比為4：1的NO₂和O₂的混合氣體盛放在燒瓶中，將燒瓶倒置于盛有足量水的水槽中，水充滿整個燒瓶，（假設HNO₃不擴散），則燒瓶中溶質的物質的量濃度為$\frac{1}{28}$mol/L，若將原氣體中換為體積比為4：3的NO和O₂的混合氣體，則所得燒瓶中溶質的物質的量濃度為0.0255mol/L．

Answer 1

分析 設出二氧化氮和氧氣的體積，NO₂和O₂按體積比4：1混合后充入一干燥燒瓶中，把燒瓶倒置于水中發生反應：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，根據方程式計算；
每當溶解1L氣體時會形成1L溶液，此時溶質的物質的量是$\frac{1}{22.4}$mol，二氧化氮和氧氣（體積比為4：1）的燒瓶根據反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃來進行計算．

解答 解：設混合氣體中含有標準狀況下4VLNO₂，1VLO₂，則燒瓶的體積為5VL，反應后燒瓶中會充滿溶液，則溶液體積為5V，
       4NO₂ +O₂ +2H₂O=4HNO₃
   $\frac{4V}{22.4}$mol          $\frac{4V}{22.4}$mol
c（HNO₃）=$\frac{\frac{4V}{22.4}}{5V}$mol/L=$\frac{1}{28}$mol/L；
將原氣體中換為體積比為4：3的NO和O₂的混合氣體，設設混合氣體中含有標準狀況下4VLNO，3VLO₂，燒瓶的體積為7VL，反應后燒瓶中會充滿溶液，則溶液體積為7V，
 4NO+3O₂ +2H₂O=4HNO₃
 $\frac{4V}{22.4}$mol       $\frac{4V}{22.4}$mol
c（HNO₃）=$\frac{\frac{4V}{22.4}mol}{7VL}$=$\frac{1}{39.2}$mol/L≈0.0255mol/L，
故答案為：$\frac{1}{28}$mol/L；0.0255mol/L．

點評 本題考查了物質的量濃度的計算，題目難度中等，明確發生反應實質及物質的量濃度的表達式為解答關鍵，注意熟練掌握物質的量與標準狀況下的氣體摩爾體積、摩爾質量之間的轉化關系．