Question

20．將一定量的鋅與濃度為18.5mol/L的100mL濃硫酸充分反應(yīng)后，鋅完全溶解，同時生成33.6L的氣體A（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．將反應(yīng)后的溶液稀釋至1L后測得溶液中氫離子的濃度為0.1mol/L．
求：
（1）氣體A中各生成氣體成分的體積比．
（2）反應(yīng)中所消耗的鋅有多少克．

Answer 1

分析 發(fā)生Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，氣體的物質(zhì)的量與Zn的物質(zhì)的量相等，結(jié)合反應(yīng)及守恒法計算．

解答 解：（1）n（H₂SO₄）=0.1L×18.5mol/L=1.85mol，反應(yīng)后的溶液稀釋至1L后測得溶液中氫離子的濃度為0.1mol/L，可知此時溶液中尚余0.1mol H⁺，可知參加反應(yīng)的硫酸為1.85mol-0.05mol=1.8mol，開始生成二氧化硫，后Zn與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，
設(shè)生成的H₂和SO₂的物質(zhì)的量分別為x、y，則
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1.5}\\{2x+y=1.8}\end{array}\right.$
解得x=0.3mol，y=1.2mol，
則生成的H₂和SO₂的物質(zhì)的量之比為0.3mol：1.2mol=1：4，
物質(zhì)的量比等于體積比，則A中H₂和SO₂的體積之比為1：4，
答：A中H₂和SO₂的體積之比為1：4；
（2）n（氣體）=$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，由Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，可知氣體的物質(zhì)的量與Zn的物質(zhì)的量相等，則參加反應(yīng)的Zn為1.5mol×65g/mol=97.5g，
答：反應(yīng)中所消耗的鋅有97.5g．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)的計算，為高頻考點，把握發(fā)生的反應(yīng)、物質(zhì)的量關(guān)系為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意守恒法應(yīng)用，題目難度不大．