1726、体积为IL的干燥烧瓶中用排气法收集HCl后,测得烧瓶内气体对氧气的相对密度为1.082。用此烧瓶做喷泉实验,当喷泉停止后进入烧瓶液体的体积是( )L。

这是一道关于气体摩尔质量、相对密度以及喷泉实验原理的化学计算题。以下是详细的解析过程： ### 1. 确定混合气体的平均摩尔质量 题目给出烧瓶内气体对氧气（$O_2$）的相对密度为 $1.082$。 根据相对密度的定义： $$ \bar{M} = d \times M(O_2) $$ 其中： * $d = 1.082$ * $M(O_2) = 32 \text{ g/mol}$ 计算混合气体的平均摩尔质量 $\bar{M}$： $$ \bar{M} = 1.082 \times 32 \approx 34.62 \text{ g/mol} $$ ### 2. 分析气体成分并计算体积分数 用排气法收集 HCl，说明烧瓶内的气体是 **HCl** 和 **空气** 的混合物。 * HCl 的摩尔质量 $M(\text{HCl}) = 36.5 \text{ g/mol}$ * 空气的平均摩尔质量 $M(\text{空气}) \approx 29 \text{ g/mol}$ 设混合气体中 HCl 的体积分数为 $x$，则空气的体积分数为 $1-x$。 根据平均摩尔质量的计算公式： $$ \bar{M} = M(\text{HCl}) \cdot x + M(\text{空气}) \cdot (1-x) $$ 代入数值： $$ 34.62 = 36.5x + 29(1-x) $$ 解方程： $$ 34.62 = 36.5x + 29 - 29x $$ $$ 34.62 - 29 = 7.5x $$ $$ 5.62 = 7.5x $$ $$ x = \frac{5.62}{7.5} \approx 0.75 $$ 即：HCl 的体积分数约为 $0.75$（或 $\frac{3}{4}$），空气的体积分数约为 $0.25$（或 $\frac{1}{4}$）。 > **注**：如果取更精确的相对密度值或者为了凑整，通常这类题目设计时 $1.082 \times 32$ 往往对应一个能够整除的比例。让我们反推一下，如果答案是 $3/4$，则 $x=0.75$。 > $\bar{M} = 36.5 \times 0.75 + 29 \times 0.25 = 27.375 + 7.25 = 34.625$。 > $34.625 / 32 = 1.08203...$，与题目给出的 $1.082$ 吻合。因此，HCl 占总体积的 $\frac{3}{4}$。 ### 3. 分析喷泉实验原理 * **HCl 极易溶于水**：在喷泉实验中，HCl 气体会完全溶解在水中，导致烧瓶内压强急剧减小。 * **空气难溶于水**：空气几乎不溶于水，会占据剩余的空间。 * **液体进入的体积**：喷泉停止后，进入烧瓶的水的体积等于被溶解的气体（即 HCl）原本所占的体积。 因为 HCl 占烧瓶总体积的 $\frac{3}{4}$，所以进入烧瓶的水的体积也是烧瓶容积的 $\frac{3}{4}$。 ### 4. 计算最终结果 烧瓶总体积 $V = 1 \text{ L}$。 进入液体的体积 $V_{\text{液}}$： $$ V_{\text{液}} = V \times x = 1 \text{ L} \times \frac{3}{4} = \frac{3}{4} \text{ L} $$ ### 结论 进入烧瓶液体的体积是 $\frac{3}{4}$ L。 故正确答案为 **B**。