Question

把3体积的NO₂气体，依次通过下列3个分别装有①NaHCO₃饱和溶液，②浓H₂SO₄，③Na₂O₂的装置后，用排水法把残留气体收集到集气瓶中，集气瓶内气体应是（同温同压下测定）（　　）

A．1体积NO

B．2体积NO₂和0.5体积O₂

C．2体积O₂

D．0.25体积O₂

Answer 1

分析：假定为3molNO₂，通过饱和碳酸氢钠溶液，首先发生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成1molNO、2molHNO₃，再发生反应：HNO₃+NaHCO₃=NaNO₃+CO₂↑+H₂O，生成2molCO₂，从饱和碳酸氢钠溶液出来的气体为1molNO、2molCO₂及水蒸气，再通过浓硫酸干燥，出来的气体为1molNO、2molCO₂，气体通过过氧化钠，发生反应2CO₂+2Na₂O₂═2Na₂CO₃+O₂↑、2NO+O₂=2NO₂，从过氧化钠出来的气体最终为0.5molO₂、1molNO₂，最后用排水法收集，发生反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，据此计算解答．

解答：解：假定为3molNO₂，通过饱和碳酸氢钠溶液，首先发生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成1molNO、2molHNO₃，再发生反应：HNO₃+NaHCO₃=NaNO₃+CO₂↑+H₂O，生成2molCO₂，从饱和碳酸氢钠溶液出来的气体为1molNO、2molCO₂及水蒸气，再通过浓硫酸干燥，出来的气体为1molNO、2molCO₂，气体通过过氧化钠，发生反应2CO₂+2Na₂O₂═2Na₂CO₃+O₂↑，生成1molO₂，再发生反应2NO+O₂=2NO₂，1molNO消耗0.5molO₂，生成1molNO₂，故从过氧化钠出来的气体最终为0.5molO₂、1molNO₂，最后用排水法收集，发生反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，1molNO₂消耗O₂为1mol×

1

4

=0.25mol，故最终剩余的氧气为0.5mol-0.25mol=0.25mol，体积之比等于物质的量之比，故最终收集到的气体是0.25体积的O₂，
故选D．

点评：本题考查混合物的有关计算、根据方程式进行的计算，题目涉及的反应较多、过程复杂，计算量较大，需要学生细心计算，难度中等，清楚发生的反应是解题的关键．