Question

把一定量的锌与100mL 18.5mol/L的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体Y 33.6L（在标准状况下）．将反应后的溶液稀释到1L，测得溶液的c（H+）=0.1mol?L^-1，则下列叙述正确的是（　　）

A．气体Y是SO₂和H₂的混合物

B．气体Y中SO₂和H₂的体积比为4：1

C．反应中共消耗锌87.5g

D．反应中共转移电子3 mol

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：

33.6L

22.4L/mol

=1.5mol，溶液剩余硫酸的物质的量为：

1

2

×1L×0.1mol/L=0.05mol，参加反应的
n（H₂SO₄）=0.1L×18.5mol/L-0.05mol=1.8mol，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=1.8
解之得 x=0.3，y=1.2
所以反应会生成0.3mol的二氧化硫和1.2mol的氢气．
A．气体A为SO₂和H₂的混合物，且V（SO₂）：V（H₂）=1：4，
B．气体A为SO₂和H₂的混合物，且V（SO₂）：V（H₂）=1：4，故B错误；
C．反应中共消耗金属Zn的质量m（Zn）=（0.3mol+1.2mol）×65g/mol=97.5g，故C错误；
D．反应中转移的电子数目等于参加反应的Zn提供的电子，故反应中共转移电子1.5mol×2=3mol，故D正确．
故选D．

点评：本题考查方程式的相关计算，题目难度不大，注意浓硫酸和稀硫酸性质的不同，从质量守恒的角度解答该题，计算生成气体的物质的量关系是解答该题的关键．