Question

把一定量的鋅與100mL 18.5mol/L的濃硫酸充分反應后，鋅完全溶解，同時生成氣體33.6L（在標準狀況下）．將反應后的溶液稀釋到1L，測得溶液的pH=1，則下列敘述正確的是（　　）

A．氣體SO₂ 為1.5mol

B．反應后剩余硫酸為0.1mol

C．反應后溶液中SO₄^2- 為1.5mol

D．反應中共轉移電子3 mol

Answer 1

分析：反應后的溶液稀釋到1L，測得溶液的pH=1，氫離子濃度為0.1mol/L，稀釋后硫酸的濃度為0.05mol/L，反應剩余的硫酸為0.05mol×1L=0.05mol，則反應后溶液中硫酸的物質的量濃度為

0.05mol×1L

0.1L

=0.5mol/L，為稀硫酸，故發生反應：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成的氣體為SO₂、H₂混合氣體，
令混合氣體中SO₂、H₂的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者體積與消耗硫酸的物質的量列方程，據此計算解答．

解答：解：反應后的溶液稀釋到1L，測得溶液的pH=1，氫離子濃度為0.1mol/L，稀釋后硫酸的濃度為0.05mol/L，則反應后溶液中硫酸的物質的量濃度為

0.05mol×1L

0.1L

=0.5mol/L，為稀硫酸，故發生反應：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成的氣體為SO₂、H₂混合氣體，物質的量為=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，
參加反應的n（H₂SO₄）=0.1L×18.5mol/L-0.05mol×1L=1.8mol，
令混合氣體中SO₂、H₂的物質的量分別為xmol、ymol，則：
Zn+2H₂SO₄（濃）=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
A．由以上計算可知，氣體SO₂ 為0.3mol，故A錯誤；
B．反應剩余的硫酸為0.05mol×1L=0.05mol，故B錯誤；
C．根據原子守恒反應后溶液中SO₄^2- 為n_濃硫酸-n（SO₂）=0.1L×18.5mol/L-0.3mol=1.55mol，故C錯誤；
D．反應中共消耗金屬Zn的為0.3mol+1.2mol=1.5mol，故轉移電子為1.5mol×2=3mol，故D正確，
故選D．

點評：本題考查方程式的相關計算，難度中等，注意濃硫酸和稀硫酸性質的不同，判斷有氫氣生成是解題關鍵．