Question

(8分)使一定量Zn與100 ml 18.5 mol/L濃H₂SO₄充分反應(yīng)，Zn完全溶解，同時(shí)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體33.6L。將反應(yīng)后溶液稀釋至1L，測(cè)得其c(H⁺) = 0.1mol/L。求：
(1)生成氣體的成分為：                              ；
（2）Zn的質(zhì)量為          g；
（3）開(kāi)始生成H₂時(shí)H₂SO₄的濃度為                 mol/L。（假設(shè)溶液體積無(wú)變化）

Answer 1

(1) SO₂，H₂（2分    (2) 97.5（3分）     (3) 12.5（3分）

考查根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行的有關(guān)計(jì)算。濃硫酸屬于氧化性酸，和鋅反應(yīng)生成SO₂。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度會(huì)逐漸降低，當(dāng)濃度降低到一定程度后，就變成稀硫酸。稀硫酸和鋅反應(yīng)生成的是氫氣，即33.6L氣體是SO₂和氫氣的混合氣。反應(yīng)前硫酸的物質(zhì)的量是0.1L×18.5mol/L＝1.85mol，反應(yīng)后硫酸的物質(zhì)的量是，所以參加反應(yīng)的硫酸是1.85mol－0.05mol＝1.8mol。33.6L氣體的物質(zhì)的量是1.5mol，設(shè)混合氣中SO₂和氫氣的物質(zhì)的量分別是x和y，則根據(jù)反應(yīng)式可知
Zn＋2H₂SO₄(濃)ZnSO₄＋2H₂O＋SO₂↑      、           Zn＋H₂SO₄=ZnSO₄＋H₂↑
1mol  2mol                      1mol                   1mol  1mol        1mol
X     2x                       x                       y      y           y
所以有x＋y＝1.5mol和2x＋y＝1.8mol
解得x＝0.3mol  y＝1.2mol
所以鋅的質(zhì)量是（x＋y）×65g/mol＝97.5g
當(dāng)開(kāi)始生成氫氣時(shí)溶液中的硫酸是1.85mol－2x＝1.25mol
所以濃度是12.5mol/L