Question

4．已知NH₃和HCl都能用来作喷泉实验的气体，若在同温同压下用等体积烧瓶一个收集满NH₃，另一个收集HCl和N₂的混合气体，如图所示，喷泉实验停止后，两个烧瓶内溶液的溶质的物质的量浓度（c）和溶质的质量分数（w）关系是（　　）

• A． c和w都不同
• B． c和w都相同
• C． c相同，w不同
• D． w相同，c不同

Answer 1

分析 相同条件下气体摩尔体积相同，设该条件下气体摩尔体积为V_m，烧瓶的容积为VL，HCl和N₂的混合气体中氯化氢的体积为xL，则氯化氢和氨气的物质的量为：n（NH₃）=$\frac{V}{{V}_{m}}$mol，n（HCl）=$\frac{x}{{V}_{m}}$mol，氨气极易溶于水，则反应后烧瓶中充满溶液；收集HCl和N₂的混合气体烧瓶中，反应后溶液体积为xL，根据c=$\frac{n}{V}$可计算出两溶液的浓度；由于溶质不同，溶液密度不同，根据c$\frac{1000ρω}{M}$可知两溶液中溶质质量分数不同．

解答 解：设该条件下气体摩尔体积为V_m，烧瓶的容积为VL，HCl和N₂的混合气体中氯化氢的体积为xL，则氯化氢和氨气的物质的量为：n（NH₃）=$\frac{V}{{V}_{m}}$，n（HCl）=$\frac{x}{{V}_{m}}$，
氨气极易溶于水，则反应后烧瓶中充满溶液，则收集氨气的烧瓶在反应后溶液浓度为：c（NH₃）=$\frac{\frac{V}{{V}_{m}}}{V}$mol/L=$\frac{1}{{V}_{m}}$mol/L；
收集HCl和N₂的混合气体烧瓶中，反应后溶液体积为xL，则反应后溶液浓度为：$\frac{\frac{xL}{{V}_{m}mol/L}}{xL}$=$\frac{1}{{V}_{m}}$mol/L，
所以反应后两个烧瓶中溶液的物质的量浓度相等；
由于溶质不同，溶液密度不同，根据c$\frac{1000ρω}{M}$可知，两溶液的质量分数不相等，
故选C．

点评 本题考查了物质的量与物质的量浓度和气体摩尔体积的综合应用，题目难度中等，明确物质的量与物质的量浓度、气体摩尔体积的关系为解答关键，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．