Question

将装满O₂和NO₂混合气体的试管倒置于水槽中，充分反应后，试管中液面高度为试管高度的，则原混合气体中O₂和NO₂的体积比为（ ）
A．1：4
B．16：9
C．5：4
D．2：23

Answer 1

【答案】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，题中充分反应后，试管中液面高度为试管高度的，说明剩余气体为，可能是剩余氧气，也可以是剩余的二氧化氮气体与水反应生成的一氧化氮剩余，所以设O₂体积为设混合气体总体积为5L，则如果剩余氧气时，O₂和NO₂按照1：4反应的混合气体为；如果剩余一氧化氮，按照O₂和NO₂气体按体积比1：4混合全部溶解，实际剩余二氧化氮，即可求出所有二氧化氮和氧气的体积，进而求的原混合气体中O₂和NO₂的体积比．
解答：解：已知二氧化氮气体和氧气按4：1恰好全部溶于水生成硝酸，发生的反应为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，题中试管倒扣水槽中最后试管中液面高度为试管高度的，说明剩余气体为．
（1）当剩余气体为氧气时，二氧化氮气体和氧气按4：1反应的混合气体体积为，其中二氧化氮为，氧气，所以原混合气体中氧气共+=，原混合气体中O₂和NO₂的体积比为：=9：16；
（2）如果剩余气体为一氧化氮，根据反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，则相当于剩余二氧化氮，二氧化氮气体和氧气按4：1反应的混合气体体积为，其中二氧化氮体积应为×=，原混合气体中共有二氧化氮体积为+=，氧气体积为×=，则原混合气体中O₂和NO₂的体积比为：=2：23．
故选D．
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．