Question

16．鋅與100mL 18.5mol•L^-1的濃硫酸充分反應后，鋅完全溶解，同時生成氣體甲33.6L（標準狀況）．將反應后的溶液稀釋至1L，測得溶液中c（H⁺）=0.1mol/L．下列敘述正確的是（　�。�

• A． 反應中共消耗1.75 mol H₂SO₄
• B． 氣體甲中SO₂與H₂的體積比為1：4
• C． 反應中共消耗65 g Zn
• D． 反應中共轉移3.6 mol電子

Answer 1

分析 Zn和濃硫酸發生：Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，隨著反應的進行，溶液濃度減小，
稀硫酸與Zn發生：Zn+H₂SO₄（�。�=ZnSO₄+H₂↑，則生成的氣體為SO₂和的H₂混合物，根據反應的有關方程式結合質量守恒定律列方程組計算．

解答 解：生成氣體的物質的量為$\frac{33.6L}{22.4/mol}$=1.5mol，溶液剩余硫酸的物質的量為$\frac{1}{2}$×1L×0.1mol/L=0.05mol，
參加反應的n（H₂SO₄）=0.1L×18.5mol/L-0.05mol=1.8mol，隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸減小，
設反應生成xmolSO₂，ymolH₂，
Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
x   2x                x
Zn+H₂SO₄（�。�=ZnSO₄+H₂↑
y   y               y
x+y=1.5
2x+y=1.8
解之得 x=0.3，y=1.2
所以反應會生成0.3mol的二氧化硫和1.2mol的氫氣．
A．由以上計算可知，反應中共消耗1.8molH₂SO₄，故A錯誤；
B．氣體A為SO₂和H₂的混合物，且V（SO₂）：V（H₂）=1：4，故B正確；
C．反應中共消耗金屬Zn的質量m（Zn）=（0.3mol+1.2mol）×65g/mol=97.5g，故C錯誤；
D．在反應Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O中，生成0.3mol的二氧化硫轉移電子為0.6mol，反應Zn+H₂SO₄（�。�=ZnSO₄+H₂↑中，生成1.2mol氫氣轉移電子2.4mol，所以反應中共轉移3mol電子，故D錯誤．
故選B．

點評 本題考查方程式的相關計算，側重于學生的分析、計算能力的考查，題目難度不大，注意濃硫酸和稀硫酸性質的不同，從質量守恒的角度解答該題，計算生成氣體的物質的量關系是解答該題的關鍵．