Question

30mL可能由CO、CO₂和O₂组成的混合气体与足量Na₂O₂充分反应，气体体积变为25mL，引燃此剩余气体，恢复到原始温度测得体积为20mL．试分析原混合气体的组成．

Answer 1

解：令原混合气体中CO₂的体积为V，则：
2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，体积减少△V
2 1
V 30mL-25mL=5mL
所以V=10mL，即原混合气体中CO₂的体积为10mL．
混合气体与足量Na₂O₂充分反应，气体体积变为25mL，25mL气体为CO、O₂，将CO、O₂引燃，发生反应2CO+O₂2CO₂，气体的体积由25mL减少为20mL，则：
2CO+O₂2CO₂ 体积减少△V
2 1 1
10mL 5mL 25mL-20mL=5mL
参加反应的CO、O₂的体积之和为15mL，小于25mL，故CO、O₂中有剩余，剩余气体25mL-15mL=10mL．
若CO剩余，则原混合气体CO体积为10mL+10mL=20mL，原混合气体O₂体积为30mL-20mL-10ml=0mL，即原混合气体没有O₂．
若O₂剩余，则原混合气体CO体积为10mL，原混合气体O₂体积为30mL-10mL-10ml=10mL．
答：原混合气体组成有两种情况：①CO₂10mL、CO 20mL．②CO₂10mL、CO 10mL、O₂10mL．
分析：混合气体通过过氧化钠发生反应2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，使混合气体的体积变化，根据差量法计算原混合气体中CO₂的体积，计算出反应生成的O₂的体积，25mL气体为CO、O₂，将CO、O₂引燃，发生反应2CO+O₂2CO₂，使气体的体积由25mL减少为20mL，根据差量法计算参加反应的CO、O₂体积，判断CO、O₂是否恰好反应，若CO、O₂不是恰好反应，讨论剩余的气体，计算原混合气体中CO、O₂的体积．
点评：考查混合物的计算、讨论计算等，难度中等，清楚导致气体体积减少的原因，运用差量法计算是关键，不同不易采取常规计算．