Question

14．將一定量的金屬鋅與100毫升18.3摩爾/升的濃硫酸充分反應，使鋅完全溶解，生成的氣體在標準狀況下占有的體積為22.4升，將反應后所得的溶液稀釋至1升，測得該溶液的氫離子濃度為1摩爾/升，則所生成的氣體中SO₂與H₂的體積比是33：67．

Answer 1

分析 根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算出標況下22.4L氣體的物質的量；根據氫離子的物質的量計算出反應后剩余硫酸的物質的量，再根據n=cV計算出硫酸的總物質的量，從而得出反應中消耗硫酸的物質的量，然后根據反應方程式列式計算即可．

解答 解：生成氣體的物質的量為：$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，溶液稀釋至1L，測得該溶液的氫離子濃度為1摩爾/升，屬于硫酸的物質的量為0.5mol/L，
100毫升18.3摩爾/升的濃硫酸之間含有硫酸的物質的量為：18.3mol/L×0.1L=1.83mol，
則參加反應的硫酸的物質的量為：n（H₂SO₄）=1.83-0.5mol=1.33mol，
隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸減小，反應會生成氫氣，
設反應生成xmolSO₂，ymolH₂，
Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
x   2x                x
Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑
y   y               y
則：x+y=1、2x+y=1.33，
解得：x=0.33、y=0.67，
所以反應會生成0.33mol二氧化硫和0.67mol的氫氣，
相同條件下氣體的體積之比等于物質的量之比，則所生成的氣體中SO₂與H₂的體積比為0.33mol：0.67mol=33：67，
故答案為：33：67．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，注意掌握鋅與濃硫酸、稀硫酸反應的方程式，明確混合物反應的計算方法與技巧，試題培養了學生靈活應用基礎知識的能力．