Question

3．将一定量的锌与200mL 18.5mol•L^-1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L（标准状况）．将反应后的溶液稀释到2L，测得溶液中c（H⁺）=1mol•L^-1，则下列叙述中错误的是（　　）

• A． 反应中共转移电子3mol
• B． 反应中共消耗锌97.5 g
• C． 气体A中SO₂和H₂的体积比为4：1
• D． 稀释后的溶液中c（SO₄^2-）=1.55 mol•L^-1

Answer 1

分析 Zn和浓硫酸发生：Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，随着反应的进行，溶液浓度减小，稀硫酸与Zn发生：Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑，则生成的气体为SO₂和的H₂混合物，根据反应的有关方程式结合质量守恒定律列方程组计算．

解答 解：生成气体的物质的量为$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，溶液剩余硫酸的物质的量为$\frac{1}{2}$×2L×1mol/L=1mol，
参加反应的n（H₂SO₄）=0.2L×18.5mol/L-1mol=2.7mol，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，
设反应生成xmolSO₂，ymolH₂，
Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
x   2x                x
Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑
y   y               y
x+y=1.5
2x+y=2.7，
解得 x=1.2，y=0.3，
所以反应生成0.3mol的H₂和1.2molSO₂．
A．反应中共转移电子为1.2mol×（6-4）+0.3mol×2×（1-0）=3mol，故A正确；
B．由电子守恒可知，消耗Zn为$\frac{3mol}{（2-0）}$×65g/mol=97.5g，故B正确；
C．生成0.3mol的H₂和1.2molSO₂，A中SO₂和H₂的体积比为4：1，故C正确；
D．稀释后含硫酸锌和硫酸，稀释后的溶液中c（SO₄^2-）=$\frac{1.5mol+1mol}{2L}$=1.25mol/L，故D错误；
故选D．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握反应中物质的量关系、电子守恒、原子守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．