Question

2．同温同压下，三个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①混有少量空气的HCl；②NO₂；③体积比为4：1的NO₂和O₂，进行喷泉实验．经充分反应后烧瓶内溶质的物质的量浓度之比为（　　）

• A． 1：1：1
• B． 4：4：5
• C． 5：5：4
• D． 无法确定

Answer 1

分析 气体的体积相等，相同条件下气体的物质的量相等，令气体的物质的量为1mol，则烧瓶的容积为22.4L，确定溶质的物质的量，根据物质的量浓度公式计算判断：
①混有少量空气的HCl，HCl完全溶于水，溶液的体积等于HCl气体的体积；
②纯净的NO₂气体，发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成硝酸$\frac{2}{3}$mol，$\frac{1}{3}$molNO，所以溶液体积等于烧瓶容积的$\frac{2}{3}$；
③NO₂与O₂体积比4：1，NO₂为$\frac{4}{5}$×1mol，发生反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸为$\frac{4}{5}$×1mol，溶液体积等于烧瓶容积．

解答 解：气体的体积相等，相同条件下气体的物质的量相等，令气体的物质的量为1mol，则烧瓶的容积为22.4L，
①混有少量空气的HCl，其中的HCl完全溶于水，溶液的体积等于HCl气体的体积，设HCl气体为xmol，则所得溶液的体积为22.4xL，所以溶液浓度为$\frac{xmol}{22.4xL}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L；
②纯净的NO₂气体，发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成硝酸$\frac{2}{3}$mol，$\frac{1}{2}$molNO，所以溶液体积等于烧瓶容积的$\frac{2}{3}$，所以溶液的物质的量浓度为：$\frac{\frac{2}{3}mol}{\frac{2}{3}L}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L；
③NO₂为$\frac{4}{5}$×1mol，发生反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸为$\frac{4}{5}$×1mol，溶液体积等于烧瓶容积，所以溶液物质的量浓度为：$\frac{\frac{4}{5}mol}{22.4L}$=$\frac{1}{22.4}$×$\frac{4}{5}$mol/L；
所以实验后三个烧瓶中溶液的物质的量浓度之比为$\frac{1}{22.4}$mol/L：$\frac{1}{22.4}$mol/L：$\frac{1}{22.4}$×$\frac{4}{5}$mol/L=5：5：4，
故选C．

点评 本题考查了物质的量浓度的计算，题目难度中等，明确反应后溶质组成及溶液体积为解答关键，注意掌握物质的量浓度的概念及表达式，试题培养了学生的化学计算能力．