Question

臭氧層是地球生命的保護神，臭氧比氧氣具有更強的氧化性。實驗室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧：3O₂2O₃

(1)若在上述反應(yīng)中有30%的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，所得混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為________g/mol(保留一位小數(shù))。

(2)將8 L氧氣通過放電管后，恢復(fù)到原狀況，得到氣體6.5 L，其中臭氧為________L。

(3)實驗室將氧氣和臭氧的混合氣體0.896 L(標準狀況)通入盛有20.0 g銅粉的反應(yīng)器中，充分加熱后，粉末的質(zhì)量變?yōu)?1.6 g。則原混合氣中臭氧的體積分數(shù)為________。

Answer 1

解析  (1)設(shè)原有氧氣的物質(zhì)的量為x mol，已知有30%的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，由反應(yīng)3O₂2O₃知，發(fā)生反應(yīng)O₂的物質(zhì)的量為0.3x mol，生成O₃的物質(zhì)的量為0.2x mol，故反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為0.9x   mol，則得到混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為M＝

＝

＝35.6 g/mol

(2)設(shè)反應(yīng)的O₂的體積為a L，則生成O₃的體積為a L，由差量法得

3O₂2O₃　　　ΔV

　3　　　2　　　　1

　a　　　a　　　1.5 L

a＝4.5 L，臭氧體積為3 L。

(3)本題應(yīng)分情況討論：

①假設(shè)O₂和O₃完全反應(yīng)，則O₂和O₃的質(zhì)量即為銅粉增加的質(zhì)量，m_總＝1.6 g，n_總＝＝＝0.04 mol，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為＝＝＝40 g/mol，＝知

40 g/mol＝

求得＝

故臭氧體積分數(shù)為50%或0.5；

②假設(shè)銅完全反應(yīng)，O₂或O₃剩余，設(shè)生成CuO b g

Cu　→　CuO

63．5　　 79.5

20 g　　　b g

＝求得b＝25>21.6

故假設(shè)錯誤。

答案  (1)35.6　(2)3　(3)0.5或50%