Question

15．使一定質量的Zn與100mL18.5ml/L的濃硫酸充分反應．Zn完全溶解，同時生成氣體A33.6L（標準狀況）．將反應后的溶液稀釋至1L，所得溶液中H⁺物質的量濃度為0.1mol•L^-1，則A氣體可能成分是SO₂、H₂，并計算A中各成分的體積比1：4（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 根據反應后溶液中氫離子濃度計算剩余硫酸的物質的量，假定氣體A全部為二氧化硫，根據硫原子守恒計算二氧化硫的物質的量，與實際氣體的物質的量比較判斷氣體的成分，據此解答．

解答 解：反應后測得溶液c（H⁺）為0.1mol/L，則n_剩余（H₂SO₄）=0.1mol/L×1L×$\frac{1}{2}$=0.05mol，假定氣體A全部為二氧化硫，根據硫原子守恒和反應方程式可知，生成二氧化硫的物質的量=（18.5mol/L×0.1L-0.05mol）×$\frac{1}{2}$=0.9mol，實際氣體A的物質的量=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=1.5mol，大于0.9mol，故生成氣體為SO₂、H₂，
令SO₂、H₂的物質的量分別為xmol、ymol，則：
Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，
   2xmol        xmol
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
   ymol       ymol
故：x+y=1.5，2x+y=1.8，聯立方程，解得：x=0.3，y=1.2
x：y=0.3mol：1.2mol=1：4，
故答案為：SO₂；H₂；1：4．

點評 本題考查根據方程式的有關計算，難度中等，判斷氣體的成分是解題關鍵．