1、计算原理
① 气体减少的体积为液面上升的体积,也即HNO3 溶液的体积。
② 气体减少的体积可以用差量法计算。
③ 分析过量。
2、类型
①二氧化氮跟水反应: 3NO2+H2O=2HNO3+NO ①
②二氧化氮、氧气同时跟水反应: 4NO2+O2+H2O = 4HNO3 ②
③一氧化氮、氧气同时跟水反应: 4NO+3O2+H2O = 4HNO3 ③
④ NO、NO2、O2 同时跟水反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO
4NO+3O2+H2O = 4HNO3
如,二氧化氮跟氧气的混合气体溶于水时,可能有以下几种情况:
V(NO2):V(O2)= 4:1 时,完全反应,按反应②进行计算;
V(NO2):V(O2)﹤ 4:1 时,O2过量,剩余气体为O2,按反应②进行计算;
V(NO2):V(O2)﹥ 4:1 时,NO2过量,剩余气体为NO,分别利用反应②、①进行两次计算。
[例题讲解]
[例1]将盛有氮气和二氧化氮混合气体的试管倒立于水中,经过足够时间后,试管内气体体积缩小为原体积的一半,则原混合气体中氮气和二氧化氮的体积比是 。
[分析]氮气跟水不反应,所以可根据“3NO2+H2O=2HNO3+NO”用体积差法进行计算。
答案为:1:3。
[例2]将容积为50mL的量筒内充满NO2和O2的混合气体,倒置量筒在盛满水的水槽里,足够时间后,量筒里剩余气体体积为5mL。则混合气体中NO2和O2体积比可能是 。
[分析]二氧化氮、氧气混合气体例置于水中,最后残留气体可能有二种情况,一是氧气,二是一氧化氮。所以应先假设,再立式计算。
[解答](1)若剩余的5mL气体是O2,则共有45mLNO2、O2混合气体跟水反应,根据4NO2+O2+H2O = 4HNO3可得出:
V(NO2)= 4/5×45mL=36mL
V(O2)= 1/5×45mL+5mL=14mL
所以,原混合气体中NO2和O2体积比为18:7。
(2)若剩余的5mL气体是NO,则NO2、O2混合气体跟水反应时是NO2过量,过量的NO2再跟水反应。根据反应“3NO2+H2O=2HNO3+NO”可得出,共有15mLNO2过量。
即,在NO2、O2混合气体跟水反应的过程中共消耗气体35mL。根据4NO2+O2+H2O = 4HNO3可得出:
V(O2)=1/5×35mL=7mL
V(NO2)=4/5×35mL+15mL= 43mL
所以,原混合气体中NO2和O2体积比为43:7。
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