化学知识点测试：氮氧化物溶解于水的相关计算

氮氧化物溶解于水的相关计算学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，原来试管中盛装的气体是（）A．肯定是NO2气体B．肯定是O2与NO2的混和气体C．肯定是NO气体D．可能是NO与NO2的混和气体2．一定条件下，将等体积的NO2和O2的混合气体置于试管并将该试管倒置于水槽中至液面不再上升时，剩余气体的体积约为原体积的（）A．1/4 B．3/4 C．1/8 D．3/83．标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度是（）A．0.045 mol·L－1B．0.036 mol·L－1C．0.033 mol·L－1D．0.018 mol·L－14．用向上排空气法收集一试管的氯气，经测定其密度为相同条件下氢气密度的26.5倍。

将该试管倒立在水槽中，当日光照射相当长一段时间后，试管中最后剩余的气体体积约占试管容积的（）A．57B．35C．23D．125．如图所示，常温常压下，向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2。

最终试管中剩余的气体成分和体积为( )A．NO，1 mL B．O2，0.5 mLC．NO2，1 mL D．无法确定6．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体4.48L(气体体积均在标准状况下测定，下同)，这些气体与一定体积氧气混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积是60mL。

下列说法不正确的是（）A．参加反应的硝酸是0.5mol B．消耗氧气的体积是1.68LC．混合气体中含NO2 3.36L D．此反应过程中转移的电子为0.6mol 7．常温常压下，a、b、c三支相同的试管中，分别装入以等物质的量混合的两种气体，a试管内是NO2与O2，b试管内为Cl2和SO2，c试管内是NH3与N2，将三支试管同时倒立于水中，最终各试管中水面上升高度顺序应为（）A．a＝b＞c B．b＞a＞c C．c＞b＞a D．b＞c＞a二、计算题8．在容积为10mL的试管中充满NO2和O2混合气体，将试管倒立于水中，充分反应后试管中剩余气体为1mL，求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少mL？9．将128g铜置于一定量的浓硝酸中并微热。

当铜片完全消失时，共收集到NO2和NO的混合气体44.8L(标准状况)。

(1)写出上述过程中有关反应的离子方程式：________________、____________________。

(2)完成该反应至少需要量取10mol·L－1的浓硝酸________mL。

(3)混合气体中NO2的体积为______________L，NO的体积________L(均为标准状况下)。

三、综合题10．亚硝酸钠在食品工业常用作肉类的发色剂，有一定的的氧化性，亚硝酸钠暴露于空气中会与氧气反应生成硝酸钠，一种模拟工业用纯碱溶液吸收氮氧化物制备NaNO2的实验装置如下：已知：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O回答下列问题：(1)若当反应时NO与NO2的物质的量之比为1：1时，A中发生反应的化学方程式为________________________________________。

(2)装置B的作用是____________________；装置C中通入O2的目的是_______________。

(3)反应后A中溶液经蒸发浓缩、结晶及干燥得到产品。

甲同学取少量的产品溶于水并用稀盐酸酸化，用湿润的KI淀粉试纸检验，试纸变蓝，得出产品为NaNO2。

乙同学认为结论不可靠，其理由是____________________________。

(4)现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。

①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为______________ mol/L。

②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m=________。

参考答案1．D【解析】试题分析：根据反应现象，可判断气体中一定含有NO2气体。

因为NO2和水反应生成NO气体和H2O，气体的量减少，所以试管内水面上升，但不能充满试管；当通入氧气时NO和O2反应生成NO2，NO2又和水反应生成NO气体和H2O，反复充入氧气，气体减少至消失，所以一定含有NO2，也可能含有NO，所以选D。

考点：考查氮的氧化物之间的转化关系和实验分析能力点评：熟记氮元素及其化合物之间的转化关系，才能在此类基础知识考查中游刃有余。

2．D【解析】【详解】根据4NO2+O2+2H2O4HNO3可知O2过量。

设NO2和O2的体积各1L，则1LNO2消耗O21/4L，剩余O23/4L，所以剩余气体的体积约为原体积的3/4×1/2=3/8。

故选D。

3．A【解析】【分析】二氧化氮和水反应方程式为3NO2+2H2O=2HNO3+NO，根据方程式知，反应过程中生成NO体积是二氧化氮体积的13，所以溶液体积是二氧化氮体积的23，生成硝酸的物质的量是二氧化氮物质的量的23，据此计算溶液物质的量浓度。

【详解】设二氧化氮体积为VL,则n(NO2)=V22.4mol/L，n(HNO3)=23×V22.4mol/Lmol，溶液体积为2 3VL，则c(HNO3)=2V×322.4mol/L2VL3mol=0.045mol/L，A项正确；答案选A。

4．A【解析】【详解】经测定其密度为相同条件下氢气密度的26.5倍，则平均相对分子质量为26.5×2=53，空气的平均相对分子质量为29，设氯气体积分数为x，则71x+29(1-x)=53，解得x=47，即氯气占47；空气占37。

由发生反应Cl2+H2O⇌HCl+HClO，2HClO2HCl+O2，可得关系式2Cl2～～～2HClO～～～O2，假定试管内氯气的体积为V，则：2Cl2～～～2HClO～～～O22 1V v（O2）所以v（O2）=12V=1427⨯=27，故最后剩余的气体体积约占试管容积的325777+=。

答案选A。

5．A【解析】【详解】根据4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3可知，1.5mL氧气可以消耗NO的体积为43×1.5mL=2mL ，所以反应后NO过量3mL-2mL=1mL；答案选A。

6．D【解析】【分析】标况下4.48LNO2、NO混合气体的物质的量为：n=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，60mL 5mol/L 的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质的量为：n(NaOH)=5mol/L×0.06L=0.3mol。

A.铜离子恰好沉淀时，反应后的溶质为硝酸钠，根据钠离子守恒可知硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.02mol，再根据氮原子守恒可得硝酸的物质的量；B.生成氢氧化铜的物质的量为：0.3mol×12=0.15mol，反应消耗的铜的物质的量为0.15mol，0.15mol铜完全反应失去0.3mol电子，根据电子守恒，氧气得到的电子与铜失去的电子一定相等，根据电子守恒计算出消耗氧气物质的量，再计算出其体积；C.设NO的物质的量为x、二氧化氮的物质的量为y，分别根据总体积、电子守恒列式计算；D.根据B的分析可知反应转移的电子的物质的量。

【详解】标况下4.48LNO2、NO混合气体的物质的量为：n=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol；60mL 5mol/L 的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质的量为：n(NaOH)=5mol/L×0.06L=0.3mol。

A.铜离子恰好沉淀时，反应后的溶质为硝酸钠，根据钠离子守恒可知硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.3mol，根据氮原子守恒可得硝酸的物质的量为：0.3mol+0.2mol=0.5mol，A正确；B.生成氢氧化铜的物质的量为：0.3mol×12=0.15mol，反应消耗的铜的物质的量为0.15mol，0.15mol铜完全反应失去0.3mol电子，根据电子守恒，O2得到的电子与铜失去的电子一定相等，则消耗氧气的物质的量为：n(O2)=0.3mol÷4=0.075mol，消耗标况下氧气的体积为：V(O2)=22.4L/mol×0.075mol=1.68L，B正确；C.设NO的物质的量为x、二氧化氮的物质的量为y，则x+y=0.2，根据电子守恒可得：3x+y=0.3，解得：x=0.05mol、y=0.15mol，所以混合气体中二氧化氮的体积为3.36L，C正确；D.根据B的分析可知，反应转移的电子为0.3mol，D错误；故合理选项是D。

【点睛】本题考查了有关氧化还原反应的计算的知识，明确铜过量及发生反应原理为解答关键，转移电子守恒、质量守恒在化学计算中的应用方法，该题侧重考查学生的分析、理解能力。

7．B【解析】【分析】首先写出有关反应的化学方程式，根据方程式计算，剩余气体越少，试管中水面上升的高度越大。

【详解】设试管的体积为VL，则：a．等体积的NO2与O2，发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，最后剩余O2，体积为（0.5V －1/4×0.5V）=3V/8；b．等体积的Cl2和SO2，发生反应：Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4，气体完全反应，没有气体剩余；c．等体积的NH3与N2，氨气极易溶于水，氮气不溶于水，剩余气体为氮气，体积为0.5V；剩余气体越少，试管中水面上升的高度越大，最终各试管中水面上升高度顺序应为b＞a＞c。

答案选B。

8．①V(NO2)=7.2mL、V(O2)=2.8mL；②V(NO2)=8.6mL、V(O2)=1.4mL【解析】【分析】先判断过量的气体的成分，若为氧气，然后根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3计算，求出参加此反应的NO2和O2，最后相加得到原来的氧气；若为NO，先根据3NO2+H2O=2HNO3+NO求出过量的NO2，然后根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3求出参加此反应的NO2和O2，最后相加得到原来的NO2。

【详解】NO2和O2混合气体的试管倒立于水中，发生的总反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，最后剩余气体可能为氧气，也可能是NO气体，分两种情况讨论：①若剩余气体为氧气，设参加4NO2+O2+2H2O=4HNO3反应消耗的氧气体积为x，则消耗的NO2的体积为4x，即：5x=10mL-1mL=9mL，解得x=1.8mL，原混合气中V(O2)=2.8mL，V(NO2)=7.2mL；②若剩余气体为NO气体，则由3NO2+H2O=2HNO3+NO，说明过量的NO2为3mL，反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3消耗的气体总体积为7mL，设反应消耗的氧气的体积为y，则消耗的NO2的体积为4y，则有5y=7mL，y=1.4mL，则原混合气中V(O2)=1.4mL，V(NO2)=8.6mL；答：原混合气体中NO2和O2的体积为分别为①V(NO2)=7.2mL、V（O2）=2.8mL；②V(NO2)=8.6mL、V(O2)=1.4mL。