Question

11．容積為10mL的試管中充滿NO₂和O₂的混合氣體，倒立于盛水的水槽中，
（1）若水全部充滿試管，則原混合氣體中NO₂與O₂的體積分別為8mL，2mL；
（2）若最后剩余氣體為1mL，則原混合氣體中的NO₂的體積可能是7.2mL或8.6mL．

Answer 1

分析 （1）若沒有氣體剩余，說明恰好發(fā)生反應：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，根據(jù)反應方程式進行計算；
（2）先判斷過量的氣體的成分，若為氧氣，然后根據(jù) 4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃計算，求出參加此反應的NO₂和O₂，最后相加得到原來的氧氣，若為NO，先根據(jù)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO求出過量的NO₂，然后根據(jù)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃求出參加此反應的NO₂和O₂，最后相加得到原來的NO₂．

解答 解：（1）若無氣體剩余，則二氧化氮和氧氣恰好反應，根據(jù)反應方程式 4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知，二氧化氮與氧氣的體積之比恰好為：4：1，則原混合氣體中含有二氧化氮的體積為：10mL×$\frac{4}{5}$=8mL，含有氧氣的體積為：10mL-8mL=2mL，
故答案為：8；2；
（2）NO₂和O₂混合氣體的試管倒立于水中，發(fā)生反應：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 最后剩余氣體可能為氧氣，也可能是NO氣體．
若剩余氣體為氧氣，設參加4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 反應消耗的氧氣為x，則有消耗的NO₂為4x，即：5x=9mL，x=1.8mL．即氧氣為2.8ml，V（NO₂）=7.2ml；
若剩余氣體為NO氣體，則有3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，說明過量的NO₂為3mL，反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃消耗的氣體總體積為7mL，設反應消耗的氧氣為y，則有消耗的NO₂為4y則有5y=7mL，y=1.4mL，即此時氧氣為1.4mL，V（NO₂）=8.6ml；
故答案為：7.2；8.6．

點評 本題主要考查了NO₂、O₂和H₂O反應的計算，需要注意的是對于該反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 過量的氣體為NO₂，但最后的剩余氣體不是NO₂，而是NO，原因是3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，為易錯題，題目難度中等．