Question

I．臭氧層是地球生命的保護神，臭氧比氧氣氣具有更強的氧化性．實驗室可將氧氣通過高溫放電管來制取臭氧：3O₂

放電  .

2O₃．
（1）若在上述反應(yīng)中有40%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9L氧氣通過高壓放電管后，恢復(fù)到原狀況，得到氣體6.5L，其中臭氧為

 

L．
（3）實驗室將氧氣和臭氧的混合氣體1.568L（標準狀況）通入盛有20.0g銅粉的反應(yīng)器中，充分反應(yīng)后，氣體完全被吸收，粉末質(zhì)量變?yōu)?3.2g．則原混合氣體中臭氧的體積分數(shù)為

 

．（保留一位小數(shù)）．
II．將1.28g銅片投入足量硝酸溶液中充分反應(yīng)，銅片溶解，溶液變藍，同時收集到一定量混合氣體．經(jīng)測定，該混合氣體中含有N₂O，NO₂，N₂O₄，NO四種成分，將該混合氣體與足量空氣混合，同時通入足量NaOH溶液中，氮氧化物完全被吸收，生成NaNO₃．則空氣中參與反應(yīng)的O₂的物質(zhì)的量為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量的相關(guān)計算

專題：

分析：I．（1）假設(shè)氧氣物質(zhì)的量為10mol，根據(jù)方程式計算氣體物質(zhì)的量的減少量，進而計算混合氣體總物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計算氧氣質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后混合氣體總質(zhì)量等于起始氧氣的質(zhì)量，再根據(jù)M=

m總

n總

計算；
（2）根據(jù)氣體差量，利用差量法計算生成臭氧的體積；
（3）氣態(tài)全部參與反應(yīng)，固體質(zhì)量增重為氧氣、臭氧總質(zhì)量，根據(jù)n=

V

Vm

計算氧氣、臭氧總物質(zhì)的量，再根據(jù)氧氣、臭氧的總質(zhì)量、總物質(zhì)的量列方程計算各自物質(zhì)的量，進而計算臭氧的體積分數(shù)；
Ⅱ．Cu與硝酸反應(yīng)生成硝酸銅與氮的氧化物，氮的氧化物與足量空氣混合，同時通入足量NaOH溶液中，氮氧化物完全被吸收，生成NaNO₃，縱觀整個過程，銅將失去的電子等于氧氣獲得的電子，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算參加反應(yīng)氧氣物質(zhì)的量．

解答： 解：I．（1）假設(shè)氧氣物質(zhì)的量為10mol，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后混合氣體總質(zhì)量等于起始氧氣的質(zhì)量，即反應(yīng)后混合氣體總質(zhì)量為10mol×32g/mol=320g，反應(yīng)中有40%的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，則參加反應(yīng)的氧氣為4mol，根據(jù)3O₂

放電  .

2O₃可知氣體物質(zhì)的量減少4mol×

1

3

，故反應(yīng)后混合氣體總物質(zhì)的量為10mol-

4

3

mol=

26

3

mol，則反應(yīng)后混合氣體平均摩爾質(zhì)量為

320g

26 3 mol

=36.9g/mol，故答案為：36.9g/mol；
（2）氣體體積減少9L-6.5L=2.5L，則：
3O₂

放電  .

2O₃ 體積減少
2            1
V           2.5L
V=

2.5L×2

1

=5L
故答案為：5；
（3）1.568L混合氣體物質(zhì)的量為

1.568L

22.4L/mol

=0.07mol，反應(yīng)后固體質(zhì)量增重23.2g-20g=3.2g，氣態(tài)全部參與反應(yīng)，設(shè)氧氣、臭氧的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者總質(zhì)量、總物質(zhì)的量，則：

x+y=0.07 32x+48y=3.2

解得x=0.01 y=0.06
故臭氧的體積分數(shù)為

0.06mol

0.07mol

×100%=85.7%，
故答案為：85.7%；
Ⅱ．Cu與硝酸反應(yīng)生成硝酸銅與氮的氧化物，氮的氧化物與足量空氣混合，同時通入足量NaOH溶液中，氮氧化物完全被吸收，生成NaNO₃，縱觀整個過程，銅將失去的電子等于氧氣獲得的電子，1.28gCu的物質(zhì)的量為

1.28g

64g/mol

=0.02mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，參加反應(yīng)氧氣物質(zhì)的量為

0.02mol×2

4

=0.01mol，
故答案為：0.01mol．

點評：本題考查混合物計算、氧化還原反應(yīng)計算，難度中等，（4）中注意利用始態(tài)終態(tài)法，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算．