Question

将NH₃催化氧化后含NH₃、NO₂和O₂的混合气体15.68L（标况），用水吸收，若混合气体恰好被全部吸收并形成2L溶液，又知吸收气体的溶液质量增加25g．求：
（1）混合气体中NH₃、NO₂、O₂物质的量比．
（2）溶液中各种溶质的物质的量浓度．

Answer 1

分析：（1）混合气体用水吸收全部吸收，溶液增重25g，说明混合气体共25g，会发生反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，设NH₃的物质的量为xmol，NO₂物质的量为ymol，O₂的物质的量为zmol，则z=4y，再根据三者体积、质量列方程解答；
（2）还会发生NH₃+HNO₃=NH₄NO₃，根据过量计算判断溶液中溶质，进而计算各溶质的物质的量，再根据c=

n

V

计算．

解答：解：（1）混合气体用水吸收全部吸收，溶液增重25g，说明混合气体共25g，
设NH₃的物质的量为xmol，NO₂物质的量为ymol，O₂的物质的量为zmol，
  4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃
ymol  zmol    ymol
故z=4y，
再根据三者体积与质量，可得方程组：

y=4z x+y+z= 15.68 22.4   17x+46y+32z=25

解得

x=0.2   y=0.4   z=0.1

故混合气体中NH₃、NO₂、O₂物质的量比=0.2mol：0.4mol：0.1mol=2：4：1
答：混合气体中NH₃、NO₂、O₂物质的量之比为2：4：1；
（2）NH₃+HNO₃=NH₄NO₃，
   0.2mol 0.2mol  0.2mol
故剩余HNO₃的物质的量=0.4mol-0.2mol=0.2mol，
故溶液中c（HNO₃）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L，c（NH₄NO₃）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L，
答：溶液中HNO₃浓度是0.1mol?L^-1，NH₄NO₃的浓度也是0.1mol?L^-1．

点评：本题考查根据方程式计算、混合物的计算等，难度中等，判断二氧化氮与氧气的物质的量关系是关键．