Question

11．将10mL充满NO₂和O₂混合气体的试管倒水槽中，反应停止后试管内剩余2mL色气体，求原混合气体中NO₂和O₂各多少毫升．

Answer 1

分析 可能发生的反应为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，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$\frac{1}{3}$×10mL=3.3mL＞2mL，说明剩余气体为NO或氧气．
若为氧气，计算参加反应气体总体积，根据4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃计算NO₂体积，混合气体总体积减去二氧化氮体积等于原来的氧气体积；
若为NO，先根据3NO₂+H₂O=2HNO₃+2NO求出过量的NO₂，然后根据4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃求氧气体积，进而计算NO₂的体积．

解答 解：可能发生的反应为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，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$\frac{1}{3}$×10mL=3.3mL＞2mL，说明剩余气体为NO或氧气．
若为氧气，则参加反应的气体为10mL-2mL=8mL，根据4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，可知参加此反应的NO₂的体积为8ml×$\frac{4}{5}$=6.4mL，原混合气体中O₂的体积为10mL-6.4mL=3.6mL；
若剩余气体为NO气体，根据3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，可知过量的NO₂为3×2mL=6mL，反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃消耗的气体总体积为10mL-6mL=4mL，则反应消耗的氧气为4mL×$\frac{1}{5}$=0.8mL，则混合气体中NO₂的体积=10mL-0.8mL=9.2mL，
答：原混合气体中V（NO₂）=6.4mL、V（O₂）=3.6mL或V（NO₂）=9.2mL、V（O₂）=0.8mL．

点评 本题考查了氮氧化物的性质、混合物有关计算，难度中等，关键是分析剩余气体的成分，再根据方程式计算．