Question

【题目】将一定质量的锌粒投入100mL 18.5mol/L的浓硫酸中，待锌粒完全溶解后，测得生成的H2和SO2共33.6L（标准状况），此时溶液中尚余0.1mol H+ ． 计算可知：
（1）投入锌粒的质量为g．
（2）生成的H2和SO2的物质的量之比为 ．

Answer 1

【答案】
（1）97.5
（2）4：1
【解析】解析：（1）根据以上分析，生成1.5mol H2和SO2的混合气体共转移电子3mol，根据得失电子守恒，可知消耗锌的物质的量是

=1.5mol，消耗锌的质量是 ； （2）反应后溶液中的溶质是硫酸锌和硫酸，根据锌元素守恒，反应生成硫酸锌的物质的量是1.5mol；溶液中尚余0.1mol H+，可知剩余硫酸0.05mol；根据硫元素守恒，反应生成SO2的物质的量是0.1L× 18.5mol/L-1.5mol-0.05mol=0.3mol；所以氢气的物质的量是1.5mol－0.3mol=1.2mol，生成的H2和SO2的物质的量之比为1.2:0.3=4：1。

两种解法
（1）二元一次方程组 设SO2 和 H2 的物质的量分别为xmol、ymol，
则依据方程式Zn+2H2SO4浓=ZnSO4+SO2+2H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
x 2x x y y y
则22.4（x+y）=33.6 2x+y=0.1× 18.5-0.1/2=1.8 则x=0.3 y=1.2
消耗锌的质量是 1.5 m o l × 65 g / m o l = 97.5 g 生成的H2和SO2的物质的量之比为1.2:0.3=4：1
（2）守恒法解题
1、根据以上分析，生成1.5mol H2和SO2的混合气体共转移电子3mol，根据得失电子守恒，可知消耗锌的物质的量是 =1.5mol，
消耗锌的质量是 ；
2、反应后溶液中的溶质是硫酸锌和硫酸，根据锌元素守恒，反应生成硫酸锌的物质的量是1.5mol；溶液中尚余0.1mol H+，可知剩余硫酸0.05mol；根据硫元素守恒，反应生成SO2的物质的量是0.1L× 18.5mol/L-1.5mol-0.05mol=0.3mol；所以氢气的物质的量是1.5mol－0.3mol=1.2mol，生成的H2和SO2的物质的量之比为1.2:0.3=4：1。