Question

20．将一定量的锌与浓度为18.5mol/L的100mL浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成33.6L的气体A（标准状况）．将反应后的溶液稀释至1L后测得溶液中氢离子的浓度为0.1mol/L．
求：
（1）气体A中各生成气体成分的体积比．
（2）反应中所消耗的锌有多少克．

Answer 1

分析 发生Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，气体的物质的量与Zn的物质的量相等，结合反应及守恒法计算．

解答 解：（1）n（H₂SO₄）=0.1L×18.5mol/L=1.85mol，反应后的溶液稀释至1L后测得溶液中氢离子的浓度为0.1mol/L，可知此时溶液中尚余0.1mol H⁺，可知参加反应的硫酸为1.85mol-0.05mol=1.8mol，开始生成二氧化硫，后Zn与稀硫酸反应生成氢气，
设生成的H₂和SO₂的物质的量分别为x、y，则
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1.5}\\{2x+y=1.8}\end{array}\right.$
解得x=0.3mol，y=1.2mol，
则生成的H₂和SO₂的物质的量之比为0.3mol：1.2mol=1：4，
物质的量比等于体积比，则A中H₂和SO₂的体积之比为1：4，
答：A中H₂和SO₂的体积之比为1：4；
（2）n（气体）=$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，由Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，可知气体的物质的量与Zn的物质的量相等，则参加反应的Zn为1.5mol×65g/mol=97.5g，
答：反应中所消耗的锌有97.5g．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的反应、物质的量关系为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意守恒法应用，题目难度不大．