Question

14．一定量的锌与30ml、18mol/L的浓硫酸充分反应，锌完全溶解，同时生成标准状况下的气体6.72L．将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的C（H⁺）=0.08mol/L．求（1）此一定量锌的质量；（2）所得气体中各组分的体积比是多少？

Answer 1

分析 （1）锌与浓硫酸发生：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，发生：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成气体为SO₂和H₂的混合物，由方程式可知：n（Zn）=n（SO₂+H₂），根据m=nM计算Zn的质量；
（2）计算剩余硫酸物质的量，进而计算参加反应硫酸物质的量，设设反应生成xmolSO₂，ymolH₂，表示出各反应消耗硫酸物质的量，再结合二者物质的量列方程计算解答．

解答 解：（1）锌与浓硫酸发生：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，发生：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成气体为SO₂和H₂的混合物，由方程式可知：n（Zn）=n（SO₂+H₂）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，故Zn的质量=0.3mol×65g/mol=19.5g，
答：锌的质量为19.5g；
（2）溶液剩余硫酸的物质的量为$\frac{1}{2}$×1L×0.08mol/L=0.04mol，
参加反应的n（H₂SO₄）=0.03L×18.5mol/L-0.04mol=0.515mol，
设反应生成xmolSO₂，ymolH₂，则：
Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
x   2x              x
Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑
y   y              y
由题意可得$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.3}\\{2x+y=0.515}\end{array}\right.$，
解得：x=0.215mol   y=0.085mol
V（SO₂）：V（H₂）=0.215mol：0.085mol=43：17，
答：气体A中V（SO₂）：V（H₂）=43：17．

点评 本题考查方程式的相关计算，注意根据方程式计算确定Zn与气体的物质的量关系，难度不大．