Question

4．標準狀況下，NO₂與O₂以10：1充滿燒瓶，倒立于水中最終還剩余氣體，所得溶液的物質的量濃度為0.04mol/L．

Answer 1

分析 二氧化氮、水和氧氣反應方程式為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，假設有10mol二氧化氮、1mol氧氣，根據方程式知氧氣完全反應還有二氧化氮剩余，1mol氧氣完全反應需要4mol二氧化氮，同時生成4mol硝酸，還剩余6mol二氧化氮；
二氧化氮和水還發生反應，方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，則6mol二氧化氮完全反應生成4mol硝酸同時生成2molNO，所以最終燒瓶中剩余2mol氣體，則溶液加入燒瓶中體積是10mol氣體占有的體積，據此計算物質的量濃度．

解答 解：二氧化氮、水和氧氣反應方程式為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，假設有10mol二氧化氮、1mol氧氣，根據方程式知氧氣完全反應還有二氧化氮剩余，1mol氧氣完全反應需要4mol二氧化氮，同時生成4mol硝酸，還剩余6mol二氧化氮；
二氧化氮和水還發生反應，方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，則6mol二氧化氮完全反應生成4mol硝酸同時生成2molNO，所以最終燒瓶中剩余2mol氣體，則溶液加入燒瓶中體積是10mol氣體占有的體積，溶質硝酸的物質的量=（4+4）mol=8mol，溶液體積=9mol×22.4L/mol=201.6L，
則溶液物質的量濃度=$\frac{8mol}{201.6L}$=0.04mol/L，
故答案為：0.04mol/L．

點評 本題考查物質的量濃度計算，為高頻考點，明確溶液體積是解本題關鍵，利用方程式計算硝酸物質的量、物質的量濃度公式分析解答即可，題目難度不大．