Question

8．使一定質量的鋅與100mL18.5mol/L濃H₂SO₄充分反應，鋅完全溶解，同時生成氣體A 33.6L（標準狀況下）．將反應后的溶液稀釋至1L，測得溶液c（H⁺）為0.1mol/L，求氣體A中各組分的體積比．

Answer 1

分析 鋅與濃硫酸發生：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，隨著反應的進行，硫酸濃度降低，發生：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成氣體為SO₂和H₂的混合物，物質的量為：$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，剩余硫酸的物質的量為：n（H₂SO₄）_剩=$\frac{1}{2}$×1L×0.1mol/L=0.05mol，消耗硫酸的物質的量為：n（H₂SO₄）_消耗=0.1L×18.5mol/L-0.05mol=1.8mol，根據反應的化學方程式計算．

解答 解：n（H₂SO₄）_濃=0.1L×18.5mol/L=1.85mol，
剩余硫酸的物質的量為：n（H₂SO₄）_剩=$\frac{1}{2}$×1L×0.1mol/L=0.05mol，
消耗硫酸的物質的量為：n（H₂SO₄）_消耗=1.85mol-0.05mol=1.8mol，
鋅與濃硫酸發生：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，隨著反應的進行，硫酸濃度降低，發生：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
生成氣體為SO₂和H₂的混合物，物質的量為$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，
設混合物氣體中含有xmolSO₂，ymolH₂，
Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
   2xmol        xmol
 Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
    ymol       ymol
則：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1.5}\\{2x+y=1.8}\end{array}\right.$
解得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.3}\\{y=1.2}\end{array}\right.$
則氣體A中n（SO₂）：n（H₂）=x：y=0.3：1.2=1：4，
所以V（SO₂）：V（H₂）=（0.3×224）：（1.2×22.4）=1：4
答：氣體A中各組分的體積比V（SO₂）：V（H₂）=1：4．

點評 本題考查化學方程式的計算，題目難度中等，本題注意以下幾點：①濃硫酸與鋅反應生成SO₂，②隨著反應的進行，硫酸的濃度降低，與鋅反應生成H₂，③根據反應的方程式利用守恒的方法列式計算．