Question

15．電解普通水（H₂O）和重水（D₂O）的混合物，通電一段時間后，兩極共生成氣體18.5g，其體積為33.6L（標況下），在所生成的氣體中重氫和普通氫的原子個數比為（　　）

• A． 2：3
• B． 2：5
• C． 1：2
• D． 1：3

Answer 1

分析 先根據氫氣和氧氣的體積之比為2：1，從而計算出氫氣和氧氣的體積以及物質的量，利用氧氣的體積計算氧氣的質量，再利用平均摩爾質量法計算普通氫和重氫的物質的量之比，結合分子構成計算重氫和普通氫的原子個數之比即可．

解答 解：電解水的方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，由方程式知，氫氣和氧氣的體積之比為2：1，
即氫氣的體積為22.4L，氫氣的物質的量為1mol；氧氣的體積為11.2L，氧氣的質量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$×32g/mol=16g；氫氣的質量為2.5g，所以氫氣的平均摩爾質量=$\frac{2.5g}{1mol}$=2.5g/mol，由可知普通氫和重氫的物質的量之比為1.5：0.5=3：1，普通氫和重氫都是雙原子分子，所以重氫和普通氫的原子個數比為1：3，故選D．

點評 本題以電解原理為載體考查了物質的量的有關計算，難度不大，充分利用平均摩爾質量法是解答本題是關鍵．