Question

2．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100mL 16.5mol/L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A 22.4L．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）反應過程中消耗的H₂SO₄的物質(zhì)的量是多少？
（2）氣體A各成分的體積比是多少？
（3）反應過程中消耗的鋅的質(zhì)量是多少？
（4）反應過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)溶液中氫離子濃度計算剩余硫酸的物質(zhì)的量，硫酸總物質(zhì)的量減去剩余硫酸物質(zhì)的量即為消耗的硫酸物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)題意知氣體A為SO₂和H₂混合氣體，設SO₂的物質(zhì)的量為xmol，H₂物質(zhì)的量為y mol，根據(jù)氣體總物質(zhì)的量、消耗硫酸物質(zhì)的量列方程計算；
（3）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知：n（Zn）=n（SO₂）+n（H₂），再根據(jù)m=nM計算；
（4）結(jié)合Zn元素化合價變化計算轉(zhuǎn)移電子．

解答 解：氣體A的物質(zhì)的量 n（A）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol
（1）反應過程中消耗H₂SO₄的物質(zhì)的量：n（H₂SO₄）=0.1L×16.5 mol/L-1 L×0.1 mol/L=1.60 mol，
答：反應過程中消耗的H₂SO₄的物質(zhì)的量是1.60mol．
（2）根據(jù)題意知氣體A為SO₂和H₂混合氣體，設SO₂的物質(zhì)的量為xmol，H₂物質(zhì)的量為y mol，則：
Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O
   2 mol                1mol
   2x mol               x mol
Zn+H₂SO₄（�。┄TZnSO₄+H₂↑
   1 mol            1 mol
  y mol              ymol
所以：$\left\{\begin{array}{l}{2x+y=1.6}\\{x+y=1}\end{array}\right.$
解得x=0.6，y=0.4
故SO₂、H₂的體積之比=0.6mol：0.4mol=3：2，
答：氣體中SO₂和H₂的體積之比為3：2．
（3）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知：n（Zn）=n（SO₂）+n（H₂）=1mol，故消耗Zn的質(zhì)量為1mol×65g/mol=65g，
答：消耗的鋅的質(zhì)量是65g．
（4）消耗的Zn為1mol，反應中轉(zhuǎn)移電子為1mol×2=2mol，
答：反應中轉(zhuǎn)移電子為2mol．

點評 本題考查化學方程式計算，注意濃硫酸和稀硫酸性質(zhì)的不同，從守恒的角度進行解答，較好地考查學生分析計算能力．