Question

把3體積的NO₂氣體，依次通過下列3個分別裝有①NaHCO₃飽和溶液，②濃H₂SO₄，③Na₂O₂的裝置后，用排水法把殘留氣體收集到集氣瓶中，集氣瓶內氣體應是（同溫同壓下測定）（　　）

A．1體積NO

B．2體積NO₂和0.5體積O₂

C．2體積O₂

D．0.25體積O₂

Answer 1

分析：假定為3molNO₂，通過飽和碳酸氫鈉溶液，首先發生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成1molNO、2molHNO₃，再發生反應：HNO₃+NaHCO₃=NaNO₃+CO₂↑+H₂O，生成2molCO₂，從飽和碳酸氫鈉溶液出來的氣體為1molNO、2molCO₂及水蒸氣，再通過濃硫酸干燥，出來的氣體為1molNO、2molCO₂，氣體通過過氧化鈉，發生反應2CO₂+2Na₂O₂═2Na₂CO₃+O₂↑、2NO+O₂=2NO₂，從過氧化鈉出來的氣體最終為0.5molO₂、1molNO₂，最后用排水法收集，發生反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，據此計算解答．

解答：解：假定為3molNO₂，通過飽和碳酸氫鈉溶液，首先發生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成1molNO、2molHNO₃，再發生反應：HNO₃+NaHCO₃=NaNO₃+CO₂↑+H₂O，生成2molCO₂，從飽和碳酸氫鈉溶液出來的氣體為1molNO、2molCO₂及水蒸氣，再通過濃硫酸干燥，出來的氣體為1molNO、2molCO₂，氣體通過過氧化鈉，發生反應2CO₂+2Na₂O₂═2Na₂CO₃+O₂↑，生成1molO₂，再發生反應2NO+O₂=2NO₂，1molNO消耗0.5molO₂，生成1molNO₂，故從過氧化鈉出來的氣體最終為0.5molO₂、1molNO₂，最后用排水法收集，發生反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，1molNO₂消耗O₂為1mol×

1

4

=0.25mol，故最終剩余的氧氣為0.5mol-0.25mol=0.25mol，體積之比等于物質的量之比，故最終收集到的氣體是0.25體積的O₂，
故選D．

點評：本題考查混合物的有關計算、根據方程式進行的計算，題目涉及的反應較多、過程復雜，計算量較大，需要學生細心計算，難度中等，清楚發生的反應是解題的關鍵．