Question

3．治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液進(jìn)行吸收，反應(yīng)原理如下：NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O．某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室用一定量的銅與足量的硝酸反應(yīng)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO、NO₂和N₂O₄的混合氣體共aL．若將上述混合氣體通入1L 1mol/L的NaOH溶液中恰好被完全吸收．下列分析錯(cuò)誤的是（　�。�

• A． 11.2L＜a＜22.4L
• B． 若a=16.8L，V（N₂O₄）=5.6L
• C． 若a=16.8L，n（NaNO₂）：n（NaNO₃）=4：1
• D． 若混合氣體與NaOH溶液反應(yīng)只生成一種鹽，則n（NO）=0.5mol

Answer 1

分析 A．根據(jù)原子守恒可知，當(dāng)氣體完全為N₂O₄時(shí)，氣體體積最小，當(dāng)完全為二氧化氮時(shí)，氣體體積最大；
B．根據(jù)反應(yīng)可知，NO、NO₂與氫氧化鈉溶液完全反應(yīng)時(shí)，無論二氧化氮是否過量，氣體的物質(zhì)的量與氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等，所以消耗的氣體減少的部分恰好為四氧化二氮的物質(zhì)的量，據(jù)此列式計(jì)算；
C．根據(jù)B可知，V（N₂O₄）=5.6L，剩余的氣體為NO、NO₂的混合物，由于二氧化氮只要過量就可以完全被吸收，則無法計(jì)算生成的硝酸鈉和亞硝酸鈉的物質(zhì)的量之比；
D．若混合氣體與NaOH溶液反應(yīng)只生成一種鹽，則該鹽只能為亞硝酸鈉，根據(jù)反應(yīng)方程式NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O及氫氧化鈉的物質(zhì)的量計(jì)算出NO的物質(zhì)的量．

解答 解：A.1L 1mol/L的NaOH溶液中含有氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：1mol/L×1L=1mol，根據(jù)原子守恒可知，當(dāng)氣體完全為N₂O₄時(shí)，轉(zhuǎn)化成二氧化氮時(shí)體積為2a，
根據(jù)反應(yīng)2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O可知，$\frac{2amol}{22.4L/mol}$=1mol，解得：a=11.2，；當(dāng)完全為二氧化氮或（NO、NO₂的體積1：1）時(shí)，氣體體積最大，則：$\frac{amol}{22.4L/mol}$=1mol，解得：a=22.4，所以a的范圍為：11.2L＜a＜22.4L，故A正確；
B．根據(jù)反應(yīng)方程式可知，NO、NO₂與氫氧化鈉溶液完全反應(yīng)時(shí)，無論二氧化氮是否過量，氣體的物質(zhì)的量與氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等，則消耗的氣體減少的部分恰好為四氧化二氮的物質(zhì)的量，氫氧化鈉為1mol，完全反應(yīng)消耗標(biāo)況下氣體體積為：22.4L/mol×1mol=22.4L，故混合氣體中二氧化氮的體積為：22.4L-16.8L=5.6L，故B正確；
C．若a=16.8L，根據(jù)B可知四氧化二氮的體積為5.6L，結(jié)合反應(yīng)可知，只要V（NO₂）≥V（NO），氫氧化鈉溶液就可以完全吸收氣體，由于無法判斷一氧化氮和二氧化氮的物質(zhì)的量，則無法計(jì)算生成硝酸鈉和亞硝酸鈉的物質(zhì)的量之比，故C錯(cuò)誤；
D．若混合氣體與NaOH溶液反應(yīng)只生成一種鹽，則該鹽只能為NaNO₂，根據(jù)反應(yīng)方程式NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O可知，NO的物質(zhì)的量為：n（NO）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=0.5mol，故D正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物計(jì)算、根據(jù)方程式計(jì)算，題目難度中等，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，判斷氣體完全吸收滿足的條件是關(guān)鍵，屬于字母型計(jì)算，增大計(jì)算難度，為易錯(cuò)題目．