Question

80℃，101kPa下，用如圖裝置進行如下實驗?A?C兩筒內分別裝有無色氣體，它們可能是NH₃?O₂?N₂?H₂S?NO?CO₂等氣體，B筒內裝有Na₂O₂固體，推動A的活塞，A筒內氣體緩緩地全部通過B后進入C筒，C筒內氣體由無色變為紅棕色，但其體積換算成同溫同壓下卻并未變化?（不考慮2NO₂═N₂O₄）
（1）C中發生反應的化學方程式是

2NO+O₂=2NO₂

．已知原C中的氣體是單一氣體，它是

NO

，理由是

NO與B管進來的O₂反應生成NO₂的體積與原NO體積相同，只發生了顏色變化

．
（2）將反應后C筒內氣體用水充分吸收，在同溫同壓下，氣體體積減少一半，則與水反應前C中的氣體是

NO₂和NO

，理由是

若C管中只有NO₂，則剩余氣體的體積為原來的1/3，若只有NO，則剩余氣體的體積與原來相等，因而只能是NO₂與NO的混合氣體（3：1）

．
（3）若實驗開始前A?C中氣體體積（換算成標況）分別為1.40L和2.24L，且A中的氣體經過B管后，B管增重了1.40g?經計算和推理可判定A中的氣體是

CO₂和O₂

，其質量為

2.6

g．（不必寫出計算和推理過程）

Answer 1

分析：（1）一氧化氮易被空氣中的氧氣氧化，根據反應2NO+O₂=2NO₂，一氧化氮轉化為二氧化氮體積不變解答；
（2）根據3NO₂ +2H₂O=2HNO₃ +NO分析解答；
（3）利用差量法，分析Na₂O₂與CO₂反應前后固體質量的變化量，2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂△m為2Na₂CO₃-2Na₂O₂=2CO，可知，反應前后，固體質量增加量為CO的質量，據此解答．

解答：解：（1）C筒內氣體由無色變為紅棕色，一氧化氮為無色氣體，很容易和空氣中的氧氣化合，生成紅棕色的二氧化氮氣體；推動A的活塞，A筒內氣體緩緩地全部通過B后進入C筒，C筒內氣體由無色變為紅棕色，但其體積換算成同溫同壓下卻并未變化，根據反應2NO+O₂=2NO₂，一氧化氮轉化為二氧化氮體積不變，只發生了顏色變化，
故答案為：2NO+O₂=2NO₂；NO；NO與B管進來的O₂反應生成NO₂的體積與原NO體積相同，只發生了顏色變化；
（2）將反應后C筒內氣體用水充分吸收，在同溫同壓下，氣體體積減少一半，根據反應3NO₂ +2H₂O=2HNO₃ +NO，可知假設全部為NO₂，則剩余氣體的體積為原來的1/3，不符合題意，假設全部為NO，一氧化氮與水不反應，則剩余氣體的體積與原來相等，所以，C中氣體為NO和NO₂混合氣體，設原混合氣體的體積為V，NO₂的體積為x，根據反應3NO₂ +2H₂O=2HNO₃ +NO，生成的一氧化氮為

1

3

x，反應后的氣體體積為V-X+

1

3

x=

1

2

V，X=

3

4

V，則NO₂與NO的混合氣體體積比為：

3

4

V：

1

4

V=3：1，
故答案為：NO₂和NO；若C管中只有NO₂，則剩余氣體的體積為原來的1/3，若只有NO，則剩余氣體的體積與原來相等，因而只能是NO₂與NO的混合氣體（3：1）；
（3）根據2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂△m為2Na₂CO₃-2Na₂O₂=2CO，可知，反應前后，固體質量增加量為CO的質量，B管增重的質量為與CO₂等物質的量的CO的質量，因此n（CO₂）=

1.40g

28g/mol

=0.05 mol，而C筒中氣體體積無變化，則A中另一種氣體為O₂，n（O₂）=

1.40L

22.4L/mol

-0.05mol=0.0125mol，故A中氣體的質量為0.05mol×44g/mol+0.0125mol×32g/mol=2.6g，
故答案為：CO₂和O₂；2.6．

點評：本題考查氮的氧化物與水的反應，Na₂O₂與CO₂反應的相關計算，注意從原理上深刻理解，抓住實質并靈活應用是解答的關鍵，題目不難．