高中化学经典例题28道详解详析28 - 家长易论坛

[例28] 80℃、101.3kPa下，用下图装置进行如下实验。A、C两筒内分别装有无色气体，它们可能合NH3、O2、N2、H2S、NO、CO2等气体，B管内装有固体，推动A的活塞使A筒中的气体缓缓地全部通过B，后进入C筒，C中的气体由无色变成红棕色，但其体积换算成同温同压下却并未变化。

（1）C中发生的反应，其化学方程式是。已知原C中的气体是单一气体，它是（若有多种可能的答案，需一一列出。）将反应后C筒中的气体，用水充分吸收，在同温同压下，气体体积减少一半，则与水反应前C中的气体是。（若有多种可能的答案，需一一列出。）

（2）若实验开始前A、C中气体的体积（制版成标准状况）分别为1.4OL和2.24L，且A中的气体经过B管后，B管增重了1.4Og，通过计算和推理可判定A中的气体是，其质量为 g。（不必写出计算和推理过程）

[解析] 本题要求将分子量、物质的量、气体摩尔体积，以及利用化学反应方程式等的计算，与元素及其化合物的性质和反应结合起来，根据试题给出的条件进行分析、推理和论证，以求得最终结果，为了避免答卷时冗长的文字叙述，试题设计成填空形式。填空的难度由易到难，问题由简到繁，计算量由小到大，能力层次的要求也由低到高，从卷面看来要求回答的内容似乎比较简单，但是蕴含着的思维容量却很大，解题时要求考生仔细审题、反复推敲、全面分析、缜密推理。

（1）本小题的第一步是最简单的。根据试题列出的气体范围，并由C筒中发生的现象（气体由无色转变成红棕色），即可写出其化学反应方程式是：2NO＋O2＝2NO2。第二步，已知反应前C筒中的气体是单一气体，所以只可能是O2或NO；其次，题设C筒中气体在反应前后体积并未变化，而上述反应式中只有NO和NO2的系数相等，由此判断，原C筒中的气体只可能是NO。而由B管进入C商的气体就是纯O2。第三步，C筒中NO和O2反应后得到（亦即与水反应前）的气体组成有三种可能：①NO2和O2（O2过量）；②NO2（NO和O2恰好完全反应）；③NO2和NO（O2不足量）。如前所述，O2进入后C筒中的气体总体积不变，因此可以断定没有过量的O2进入c筒，从而排除①。然后根据NO2和H2O反应的化学方程式：3NO2＋H2O＝NO＋2HNO3，可知，如果是②，反应前后气体的体积比应为3：1，与试题给出的条件（2：1）不符，所以又可以排除②。由此得出，跟水反应前的气体应是NO2和NO的混合气体。

（2）该小题要求判定原A筒中的气体成分，并计算其质量，为此必须先计算进入C筒的O2的体积。由NO2和NO混合气体与水反应时的体积变化可计算其中的NO2体积，并由此计算进入C筒的O2的体积。

设与水反应前NO2和NO的体积分别为V（NO2）和V（NO），根据题没条件可列出两式：

[评述] 本题设问（1）看似答案分散，带有迷惑性，但仔细分析答案是唯一的。第2难度大，需要边计算、边推理、边证，一气呵成才能得到正确结论，中途稍有失误就导致整体不得分。属于选拔功能很强的针对重点中学学生设置的难题。不宜作一般要求。