Question

Ⅰ．如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室；标准状况下，在乙室中充入NH₃0.4mol，甲室中充入HCl、N₂的混合气体，静止时隔板位置如图所示。已知甲、乙两室中气体的质量之差为17.3g。

（1）甲室中HCl、N₂的质量之比为__________________。

（2）将隔板a去掉，一段时间后，隔板b将稳定位于刻度“________’’处（填数字，不考虑固体物质产生的压强），此时体系的平均相对分子质量为________。

Ⅱ．已知硫酸、氨水的密度与所加水的量的关系如图所示，现有硫酸与氨水各一份，请根据表中信息，回答下列问题：

	溶质的物质的量浓度/mol•L^-1	溶液的密度/g•cm^-3
硫酸	c1	ρ1
氨水	c2	ρ2

（1）表中硫酸的质量分数为________（不写单位，用含c₁、ρ₁，的代数式表示）。

（2）物质的量浓度为c₁ mol•L^-1的硫酸与水等体积混合（混合后溶液的体积变化忽略不计），所得溶液的物质的量浓度为________mol•L^-1。

（3）将物质的量浓度分别为c₂ mol•L^-1和0.2c₂ mol•L^-1的氨水等质量混合，所得溶液的物质的量浓度__________0.6c₂ mol•L^-1（填“大于”、“小于”或“等于”）（设混合后溶液的体积变化忽略不计）

Ⅲ．电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NO_x的装置如图所示（图中电极均为石墨电极）。

若用NO₂气体进行模拟电解法吸收实验。

①写出电解时NO₂发生反应的电极反应式：_________________________________。 

②若有标准状况下2.24LNO₂被吸收，通过阳离子交换膜的H⁺为________mol。

Answer

73∶168 4 25.25 C1/2 大于 NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ 0.1

【解析】试题分析：Ⅰ．依据相同条件下，气体体积比等于气体物质的量比分析；Ⅱ．（1）根据c=计算；

（2）根据稀释过程中溶质的质量不变列式；

（3）氨水的浓度越高，其密度就越小，c2 mol•L-1和0.2c2 mol•L-1的氨水等质量混合，c2 mol•L-1的氨水体积大；

Ⅲ．根据图示，左室有氢气生成，所以左室是阴极发生还原反应，右室是阳极发生氧化反应。

解析：Ⅰ．(1)看图可知甲、乙两室气体的体积比为2:1，故其物质的量之比为2:1，所以甲室中气体为0.8mol。 (2)NH3气体的质量为0.4mol×17g/mol=6.8g，则甲室中气体的质量为6.8g+17.3g =24.1g。 设 HCl 的物质的量是xmol，则36.5x+28(0.8-x)= 24.1g; x=0.2mol；所以氯化氢的质量是7.3g，氮气的质量是16.8g，HCl、N2的质量之比为73∶168；（2）将隔板a去掉，氨气和氯化氢反应生成氯化铵固体，反应后剩余0.6molN2和0.2molNH3，所以隔板b将稳定位于刻度“4’处；此时体系的平均相对分子质量为 25.25；

Ⅱ．（1）根据c=，表中硫酸的质量分数为。

（2）根据稀释过程中溶质的质量不变，物质的量浓度为c1 mol•L-1的硫酸与水等体积混合（混合后溶液的体积变化忽略不计），所得溶液的物质的量浓度为 = C1/2mol•L-1。

（3）根据题意，将物质的量浓度分别为c2 mol•L-1和0.2c2 mol•L-1的氨水等体积混合，所得溶液的物质的量浓度 ，氨水的浓度越高，其密度就越小，c2 mol•L-1和0.2c2 mol•L-1的氨水等质量混合，c2 mol•L-1的氨水体积大，所以混合后，浓度大于0.6c2 mol•L-1；

Ⅲ．根据图示，左室有氢气生成，所以左室是阴极，右室是阳极，①电解时NO2发生氧化反应反应，电极反应式：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+。 

②根据阳极反应式，若有标准状况下2.24LNO2被吸收，转移电子0.1mol，根据电荷守恒，通过阳离子交换膜的H+为0.1mol；

点睛：本题主要考查溶液浓度的计算，依据混合前后溶质是物质的量不变列方程求解。熟悉物质的量浓度与溶质质量分数的换算公式c=。