以下是針對噴泉實驗所得溶液濃度問題的探討,請根據(jù)題意回答問題.
(1)甲同學在標準狀況下收集滿一燒瓶的氯化氫氣體,按如圖所示組裝好裝置,引發(fā)噴泉,實驗后液體充滿整個燒瓶,請推算燒瓶中溶液的濃度為
 
mol/L.乙同學在相同條件下做同一實驗時,最后液體并未充滿整個燒瓶(已知燒杯中的水是足量的數(shù)),試分析導致此結(jié)果的可能原因是
 

 
(只寫其中一種原因即可).乙所得溶液濃度與甲所得溶液濃度
 
(填“相同”或“不同”)
(2)丙同學改用標準狀況下純的NO2做此實驗,形成噴泉時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為
 

,所得溶液濃度為
 
mol/L.丁同學在燒瓶中收集的是氧氣和二氧化氮的混合氣體,要使實驗后液體充滿整個燒瓶,兩者體積比V(O2):V(NO2)應(yīng)為
 
,所得溶液的濃度為
 
mol/L.若實驗時液體未能充滿整個燒瓶,試討論此情況下所得溶液的濃度的取值范圍是:
 
考點:氮的氧化物的性質(zhì)及其對環(huán)境的影響,物質(zhì)的量濃度的相關(guān)計算
專題:實驗題
分析:(1)氨氣溶于水,溶液體積等于氨氣體積,令氨氣的體積為22.4L,則溶液的體積為22.4L,根據(jù)n=
V
Vm
計算氨氣的物質(zhì)的量,再根據(jù)c=
n
V
計算溶液的物質(zhì)的量濃度;相同條件下做同一實驗時,最后液體并未充滿整個燒瓶,說明收集的氣體不純含有空氣,或裝置漏氣造成,依據(jù)計算過程分析可知氣體溶解條件和溶液體積相同,溶質(zhì)計算物質(zhì)的量結(jié)合c=
n
V
計算得到所得到的溶液濃度相同;
(2)二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,依據(jù)反應(yīng)前后氣體體積變化和溶液體積變化計算溶液濃度,收集的是氧氣和二氧化氮的混合氣體,要使實驗后液體充滿整個燒瓶,按照反應(yīng)比恰好完全吸收生成硝酸,4NO2+O2+2H2O=4HNO3,結(jié)合發(fā)反應(yīng)前后氣體體積和溶液體積變化計算溶液濃度,結(jié)合極值方法分析判斷液體未能充滿整個燒瓶,試討論此情況下所得溶液的濃度取值;
解答: 解:(1)氨氣溶于水,溶液體積等于氨氣體積,令氨氣的體積為22.4L,則溶液的體積為22.4L,標況下22.4L氨氣的物質(zhì)的量=
22.4L
22.4L/mol
=1mol,故所得溶液的物質(zhì)的量濃度=
1mol
22.4L
=0.045mol/L;相同條件下做同一實驗時,最后液體并未充滿整個燒瓶,說明收集的氣體不純含有空氣,或裝置漏氣造成,依據(jù)計算過程分析可知氣體溶解條件和溶液體積相同,溶質(zhì)計算物質(zhì)的量結(jié)合c=
n
V
計算得到所得到的溶液濃度相同,設(shè)圈套溶解條件為V,標準狀況物質(zhì)的量為
V
22.4
mol,溶液體積為V,則溶質(zhì)濃度=
V
22.4
V
=
1mol
22.4L
=0.045mol/L,反應(yīng)濃度相同;
故答案為:0.045mol/L,收集的氣體不純含有空氣,或裝置氣密性不好,相同;
(2)標準狀況下純的NO2做此實驗,形成噴泉時發(fā)生反應(yīng)的化學方程為:3NO2+H2O=2HNO3+NO;依據(jù)反應(yīng)前后氣體體積變化和溶液體積變化計算溶液濃度,設(shè)二氧化氮體積為3,則溶液體積為
2
3
,生成溶液中硝酸溶質(zhì)物質(zhì)的量在標準狀況為
2
3
22.4
,得到溶質(zhì)濃度=
2
3×22.4
2
3
=
1
22.4
mol/L=0.045mol/L,收集的是氧氣和二氧化氮的混合氣體,要使實驗后液體充滿整個燒瓶,按照反應(yīng)比恰好完全吸收生成硝酸,4NO2+O2+2H2O=4HNO3,兩者體積比V(O2):V(NO2)=1:4;結(jié)合反應(yīng)前后氣體體積和溶液體積變化計算溶液濃度,設(shè)二氧化氮體積為4,反應(yīng)后溶液體積為5,生成溶質(zhì)物質(zhì)的量=
4
22.4
mol,溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度=
4
22.4
5
=0.036mol/L,結(jié)合極值方法分析判斷液體未能充滿整個燒瓶,試討論此情況下所得溶液的濃度取值為:若全部是二氧化氮濃度為0.045mol/L,若全部是二氧化氮和氧氣4:1,溶質(zhì)濃度為0.036mol/L,;
實驗時液體未能充滿整個燒瓶,試討論此情況下所得溶液的濃度的取值范圍是0.036mol/L~0.045mol/L;
故答案為:3NO2+H2O=2HNO3+NO,0.045,1:4,0.036,0.036mol/L~0.045mol/L;
點評:本題考查了氣體性質(zhì)和溶液濃度的計算分析,通過回答本題可知有些題目需要結(jié)合物理知識來回答,氣體溶解后溶液濃度的計算分析,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.
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相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

新型高能鈉硫電池以熔融的鈉、硫為電極,以導電的陶瓷為固體電解質(zhì).該電池放電時為原電池,充電時為電解池,反應(yīng)原理為:2Na+xS
放電
充電
Na2Sx
(1)放電時Na發(fā)生
 
反應(yīng)(填:氧化或還原),S作
 

(2)充電時Na所在電極與直流電源的
 
極相連.
(3)放電時負極反應(yīng)為
 
;
(4)用此電池作電源電解飽和NaCl溶液,當陽極產(chǎn)生33.6L(標準狀況)氣體時,消耗金屬Na的質(zhì)量為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

如圖,取一塊黃豆大小的金屬鈉放在石棉網(wǎng)上,用酒精燈預熱,待鈉熔成球狀時,將盛氯氣的集氣瓶倒扣在鈉的上方,鈉會在氯氣中劇烈燃燒,產(chǎn)生大量白煙,請回答下列問題:
(1)對此反應(yīng)及現(xiàn)象的描述正確的是
 

A.此反應(yīng)為放熱反應(yīng)    
B.白煙的生成說明產(chǎn)生了氯化鈉分子
C.反應(yīng)中鈉元素被氧化,氯元素被還原.
(2)寫出該反應(yīng)的方程式
 

(3)用電子式表示氯化鈉的形成過程
 
,
(4)檢驗有Cl-生成,請補充實驗步驟(可填滿也不可填滿)
①倒轉(zhuǎn)集氣瓶,加適量蒸餾水    
②取少量溶液于試管中.
③加試管中加入
 

④有
 
生成則證明有Cl-

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科目:高中化學 來源: 題型:

W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的位置如圖1所示,其中Z位于ⅦA族.請回答下列問題.

(1)W的原子結(jié)構(gòu)示意圖為
 
.能說明Z的非金屬性比X的金屬性強的事實是
 
(舉一例).
(2)W、Y和氫可形成原子個數(shù)比為1:1:4的化合物,工業(yè)酒精中含有此物質(zhì).該化合物的一個重要作用是用作燃料電池,如圖是2004年批量生產(chǎn)的以該物質(zhì)為燃料的燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖2.則a通入的物質(zhì)為
 
,B電極反應(yīng)式為
 

(3)電解NaZ水溶液時,陰極的電極反應(yīng)式為
 
.工業(yè)上,用上述反應(yīng)的陽極產(chǎn)物和Ca(OH)2為原料,制備漂白粉反應(yīng)的化學方程式為
 

(4)已知:298K時,金屬鈉與Y2氣體反應(yīng),生成1mol Na2Y固體時,放出熱量414kJ;生成1mol Na2Y2固體時,放出熱量511kJ.由Na2Y固體與Y2氣體反應(yīng)生成Na2Y2固體的熱化學方程式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

若NA約為6.02×1023,計算正確答案并填空.
(1)3.01×1023個OH-的物質(zhì)的量為
 
mol,含有質(zhì)子的物質(zhì)的量為
 
mol,含有電子的物質(zhì)的量為
 
mol,這些OH-
 
g Na+含有的電子數(shù)相同.
(2)與16g氧氣所含有分子數(shù)相同的氨氣是
 
L(標準狀況下),該氨氣中所含原子總數(shù)物質(zhì)的量是
 
mol,該氨氣中所含電子總數(shù)約
 
個.
(3)2L某硫酸鐵溶液中含有9.03×1022個Fe3+,則該溶液中SO42-的物質(zhì)的量是
 
mol,該溶液中硫酸鐵的質(zhì)量為
 
g,硫酸鐵的物質(zhì)的量濃度是
 
mol/L.

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科目:高中化學 來源: 題型:

空氣質(zhì)量與我們的健康息息相關(guān),目前我國通過監(jiān)測6項污染物的百分比濃度來計算空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI),SO2、NO2和CO是其中3項中的污染物.
(1)上述3種氣體直接排入空氣后會引起酸雨的氣體有
 
(填化學式).
(2)早期人們曾經(jīng)使用鉛室法生產(chǎn)硫酸,其主要反應(yīng)為:
SO2(g)+NO2(g)═SO3(g)+NO(g)
①若已知2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)+Q1
2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)+Q2
則SO2(g)+NO2(g)═SO3(g)+NO(g)+Q3,Q3=
 
kJ?mol-1
②一定溫度下,向固定體積為2L的密閉容器中充入SO2和NO2各1mol,發(fā)生反應(yīng):SO2(g)+NO2(g)═SO3(g)+NO(g).下列事實中不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是
 
(選填序號).
a.體系壓強保持不變            b.混合氣體的顏色保持不變
c.NO的物質(zhì)的量保持不變        d.每生成1mol SO3的同時消耗1mol NO2
(3)礦石燃料的燃燒是造成酸雨的主要因素之一.而甲醇日趨成為重要的有機燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反應(yīng)的化學方程式為CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g).今在一容積可變的密閉容器中,充有10mol CO和20mol H2,用于合成甲醇.CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(P)的關(guān)系如圖所示:
①上述合成甲醇的反應(yīng)為
 
反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”).
②A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

有機物A的結(jié)構(gòu)簡式為 
(1)有機物A能夠發(fā)生的反應(yīng)有:
 
(填寫字母)
a.取代反應(yīng)  b.加成反應(yīng)  c.消去反應(yīng)   d.還原反應(yīng)   e.加聚反應(yīng)   f.酯化反應(yīng)
(2)有機物A在Cu做催化劑和加熱條件下,與氧氣充分反應(yīng)生成有機物B.B中含有的官能團除-Cl以外,還含有的官能團是(寫名稱):
 

(3)有機物B經(jīng)充分氧化后生成有機物C,C的結(jié)構(gòu)簡式是:
 
;
(4)C有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系:

寫出E的結(jié)構(gòu)簡式:
 
;
(5)D在高溫、高壓和催化劑作用下發(fā)生加聚反應(yīng)生成HPMA,寫出HPMA的結(jié)構(gòu)簡式:
 

(6)F是E的一種同分異構(gòu)體.0.1mol F與足量金屬Na反應(yīng)放出3.36L H2(標準狀況下);0.1mol F與足量NaHCO3反應(yīng)放出2.24L CO2(標準狀況下);F能與Ag(NH32OH溶液反應(yīng).滿足條件的F的結(jié)構(gòu)簡式是:
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

將12mL充滿O2和NO2的混合氣體的試管倒置在水槽中,反應(yīng)停止后試管內(nèi)剩余2mL的無色氣體,求原混合氣體中O2多少毫升.

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科目:高中化學 來源: 題型:

(1)化學反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程.化學鍵的鍵能是形成(或拆開),1mol化學鍵時釋放(或吸收)的能量.已知:N≡N鍵的鍵能是940kJ?mol-1,H-H鍵的鍵能是436kJ?mol-1;由N2和H2合成1molNH3時可放出46kJ的熱量.N-H鍵的鍵能是
 
kJ/mol.
(2)發(fā)射衛(wèi)星用N2H4氣體為燃料,NO2氣體為氧化劑,兩者反應(yīng)生成N2和水蒸氣,已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+68kJ?mol-1;
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534kJ?mol-1;
H2O(l)=H2O(g)△H3=+44kJ?mol-1
寫出N2H4氣體與NO2氣體反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水的熱化學方程式:
 

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