Question

将盛满NO₂、O₂的试管倒扣在水槽中，让其充分反应，结果剩余体积气体，原来混合气体中NO₂和O₂的体积比可能是

1. A.
   18：7
2. B.
   3：2
3. C.
   9：1
4. D.
   4：1

Answer 1

A
分析：试管中O₂和NO₂气体按体积比1：4混合全部溶解，液体充满试管，假定全部为二氧化氮，剩余气体体积为体积，实际是结果剩余体积气体，小于体积，则说明剩余气体为NO或氧气，令容器体积为10体积：
（1）若为氧气，然后根据 4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃计算，求出参加此反应的NO₂和O₂，最后相加得到原来的氧气；（2）若为NO，先根据3NO₂+H₂O=2HNO₃+2NO求出过量的NO₂，然后根据4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃求出参加此反应的NO₂和O₂，最后相加得到原来的NO₂，据此解答．
解答：试管中O₂和NO₂气体按体积比1：4混合全部溶解，液体充满试管，假定全部为二氧化氮，剩余气体体积为体积，实际是结果剩余体积气体，小于体积，则说明剩余气体为NO或氧气，令容器体积为10体积，
（1）若剩余气体为氧气，则参加反应的气体为10体积-1体积=9体积，
设参加4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 反应消耗的氧气为x，则有消耗的NO₂为4x，则：
5x=9体积，x=1.8体积．即氧气为2.8体积，V（NO₂）=7.2体积，故原来混合气体中NO₂和O₂的体积比为7.2体积：2.8体积=18：7；
（2）若剩余气体为NO气体，则NO为1体积，则有3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，说明过量的NO₂为3体积，反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃消耗的气体总体积为7体积，设反应消耗的氧气为y，则消耗的NO₂为4y，则有5y=7体积，y=1.4条件，即此时氧气为1.4体积，V（NO₂）=8.6体积，故原来混合气体中NO₂和O₂的体积比为8.6体积：1.4体积=32：7，
故选A．
点评：本题考查了氮氧化物的性质，及氮氧化物和氧气混合通入水中的有关计算，关键是分析剩余气体的成分．