Question

在标准状况下，将盛有68mlN₂和NO₂的混合气体的大试管倒立于水中（N₂的微量溶解不计）．等到气体的体积不再减小，还剩下23.2ml时，气体的水溶液恰好和0.085g不纯的苛性钠配成的水溶液完全反应，求：
（1）混合气体中N₂的体积分数．
（2）苛性钠的纯度．

Answer 1

分析：（1）N₂和NO₂混合气体的试管倒立在水槽中，发生反应3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，利用体积差来计算混合气体中NO₂的体积，进而计算氮气的体积分数；
（2）根据关系式3NO₂～2HNO₃～2NaOH计算NaOH的物质的量，再计算NaOH的质量，据此解答．

解答：解：（1）设混合气体中NO₂的体积是x，则：
3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO    气体体积减小
 3               1     3-1=2   
 x                   68mL-23.2mL=44.8mL
3：2=x：44.8mL，解得x=67.2mL
故混合气体中N₂的体积分数=

68mL-67.2mL

68mL

×100%=1.18%，
答：混合气体中N₂的体积分数为1.18%；
（2）混合气体中NO₂的物质的量=

0.0672L

22.4L/mol

=0.003mol，则：
3NO₂～2HNO₃～2NaOH
0.003mol    0.002mol
m（NaOH）=0.002mol×40g/mol=0.08g，
NaOH的纯度=

0.08g

0.085g

×100%=94.1%，
答：苛性钠的纯度为94.1%．

点评：本题考查混合物的有关计算，难度中等，注意利用差量法与关系式进行的计算．