Question

2．同溫同壓下，三個等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿：①混有少量空氣的HCl；②NO₂；③體積比為4：1的NO₂和O₂，進行噴泉實驗．經(jīng)充分反應后燒瓶內(nèi)溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為（　　）

• A． 1：1：1
• B． 4：4：5
• C． 5：5：4
• D． 無法確定

Answer 1

分析 氣體的體積相等，相同條件下氣體的物質(zhì)的量相等，令氣體的物質(zhì)的量為1mol，則燒瓶的容積為22.4L，確定溶質(zhì)的物質(zhì)的量，根據(jù)物質(zhì)的量濃度公式計算判斷：
①混有少量空氣的HCl，HCl完全溶于水，溶液的體積等于HCl氣體的體積；
②純凈的NO₂氣體，發(fā)生反應3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成硝酸$\frac{2}{3}$mol，$\frac{1}{3}$molNO，所以溶液體積等于燒瓶容積的$\frac{2}{3}$；
③NO₂與O₂體積比4：1，NO₂為$\frac{4}{5}$×1mol，發(fā)生反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸為$\frac{4}{5}$×1mol，溶液體積等于燒瓶容積．

解答 解：氣體的體積相等，相同條件下氣體的物質(zhì)的量相等，令氣體的物質(zhì)的量為1mol，則燒瓶的容積為22.4L，
①混有少量空氣的HCl，其中的HCl完全溶于水，溶液的體積等于HCl氣體的體積，設HCl氣體為xmol，則所得溶液的體積為22.4xL，所以溶液濃度為$\frac{xmol}{22.4xL}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L；
②純凈的NO₂氣體，發(fā)生反應3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成硝酸$\frac{2}{3}$mol，$\frac{1}{2}$molNO，所以溶液體積等于燒瓶容積的$\frac{2}{3}$，所以溶液的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{\frac{2}{3}mol}{\frac{2}{3}L}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L；
③NO₂為$\frac{4}{5}$×1mol，發(fā)生反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸為$\frac{4}{5}$×1mol，溶液體積等于燒瓶容積，所以溶液物質(zhì)的量濃度為：$\frac{\frac{4}{5}mol}{22.4L}$=$\frac{1}{22.4}$×$\frac{4}{5}$mol/L；
所以實驗后三個燒瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度之比為$\frac{1}{22.4}$mol/L：$\frac{1}{22.4}$mol/L：$\frac{1}{22.4}$×$\frac{4}{5}$mol/L=5：5：4，
故選C．

點評 本題考查了物質(zhì)的量濃度的計算，題目難度中等，明確反應后溶質(zhì)組成及溶液體積為解答關(guān)鍵，注意掌握物質(zhì)的量濃度的概念及表達式，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．