Question

【題目】已知鋅跟濃硫酸反應生成SO2，跟稀硫酸反應生成H2。使一定量的鋅與100mL18.5mol·L－1濃硫酸充分反應，鋅完全溶解，同時收集到標準狀況下的氣體A33.6L。將反應后的溶液稀釋到1L，測得溶液中氫離子的濃度為0.1mol·L－1。

（1）寫出鋅跟濃硫酸反應的化學方程式：____。

（2）反應過程中消耗的H2SO4的物質的量是____。

（3）氣體A的成分是____，各成分的體積比是____。

（4）反應過程中消耗的鋅的質量是____。

Answer 1

【答案】Zn＋2H2SO4(濃)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O 1.80mol 二氧化硫和氫氣 1∶4 97.5g

【解析】

⑴鋅跟濃硫酸反應生成硫酸鋅、二氧化硫和水。

⑵反應過程中消耗H2SO4的物質的量等于總的硫酸減去剩余的硫酸。

⑶先算氣體A的物質的量，再根據題意用極限思維判斷是否為單一氣體，根據二氧化硫和氫氣物質的量和守恒關系建立關系式計算。

⑷根據兩個化學方程式可知n(Zn)＝n(SO2)＋n(H2)計算。

⑴鋅跟濃硫酸反應的化學方程式為：Zn＋2H2SO4(濃)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。

⑵反應過程中消耗H2SO4的物質的量為，故答案為：1.8mol。

⑶氣體A的物質的量

根據題意，鋅跟硫酸反應的化學方程式是：

Zn＋2H2SO4(濃)＝ZnSO4＋SO2↑＋2H2O①

Zn＋H2SO4(稀)＝ZnSO4＋H2↑②

若生成的氣體全是二氧化硫，則消耗H2SO4的物質的量為n(H2SO4)＝2×n(SO2)＝2×1.5 mol＝3.0 mol≠1.8 mol，所以此假設不成立，即該氣體只能是二氧化硫和氫氣的混合氣體。

設該混合氣體中二氧化硫和氫氣的物質的量分別是x和y。根據題意可得如下兩個方程：

x＋y＝1.5 mol，2x＋y＝1.8 mol。

聯立，解得x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，，故答案為：二氧化硫和氫氣；1∶4。

⑷根據兩個化學方程式可知n(Zn)＝n(SO2)＋n(H2)＝1.5 mol，則m(Zn)＝65 g·mol－1×1.5 mol＝97.5 g，故答案為：97.5g。