Question

3．在一支13mL的试管中充满NO₂和O₂，将其倒立在盛有足量水的水槽中，若完全反应后，试管内剩余气体为1mL，试确定原混合气体中NO₂和O₂的体积各是多少？

Answer 1

分析 试管内剩余1mL气体为氧气，发生的反应方程式为：4NO₂+O₂+2H₂O═4HNO₃，若剩余气体为NO，还发生反应：3NO₂+2H₂O═2HNO₃+NO，结合方程式计算．

解答 解：NO₂和O₂混合气体的试管倒立于水中，发生反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 最后剩余气体可能为氧气，也可能是NO气体．
若剩余气体为氧气，参加反应气体总体积为13mL-1mL=12mL，由4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知，NO₂为12mL×$\frac{4}{5}$=9.6mL，氧气为13mL-9.6mol=3.4mL；
若剩余气体为NO气体，则发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO的NO₂为1mL×3=3mL，反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃消耗的气体总体积为13mL-3mL=10mL，该反应中O₂为10mL×$\frac{1}{5}$=2mL，故NO₂的总体积为13mL-2mL=11mL，
答：原混合气体中NO₂和O₂的体积为分别为V（NO₂）=9.6mL、V（O₂）=3.4mL或V（NO₂）=11mL、V（O₂）=2mL．

点评 本题考查混合物有关计算，题目难度中等，关键是分析剩余气体的成分，再根据反应的方程式计算，试题培养了学生的分析及化学计算能力．