Question

10．使一定質量的Zn與100ml18.5mol/L的濃硫酸充分反應，Zn完全溶解，同時生成氣體33.6L，將生成的氣體用過量的NaOH溶液充分吸收后，體積變為26.88L．（氣體體積均為標準狀況）已知（Zn+H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+2H₂O）
（1）參加反應的Zn的質量？
（2）參加反應的H₂SO₄的物質的量？
（3）反應后的溶液稀釋至1L，所得溶液中H⁺的物質的量濃度是多少？

Answer 1

分析 使一定質量的Zn與100ml18.5mol/L的濃硫酸充分反應，Zn完全溶解，同時生成氣體33.6L，將生成的氣體用過量的NaOH溶液充分吸收后，體積變為26.88L，則氣體中含有二氧化硫，剩余的26.88L為氫氣，則n（H₂）=$\frac{26.88L}{22.4L/mol}$=1.2mol，所以二氧化硫的物質的量為$\frac{33.6L-26.88L}{22.4L/mol}$=0.3mol，根據反應方程式計算．

解答 解：使一定質量的Zn與100ml18.5mol/L的濃硫酸充分反應，Zn完全溶解，同時生成氣體33.6L，將生成的氣體用過量的NaOH溶液充分吸收后，體積變為26.88L，則氣體中含有二氧化硫，剩余的26.88L為氫氣，則n（H₂）=$\frac{26.88L}{22.4L/mol}$=1.2mol，所以二氧化硫的物質的量為$\frac{33.6L-26.88L}{22.4L/mol}$=0.3mol；
  Zn+2H₂SO₄ =ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，
0.3mol   0.6mol               0.3mol
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
1.2mol   1.2mol                 1.2mol
（1）由分析可知，反應消耗的鋅為0.3mol+1.2mol=1.5mol，其質量為1.5mol×65g/mol=97.5g；
答：參加反應的Zn的質量為97.5g；
（2）由分析可知，反應消耗的硫酸為0.6mol+1.2mol=1.8mol；
答：參加反應的H₂SO₄的物質的量為1.8mol；
（3）反應后剩余的硫酸為0.1L×18.5mol/L-1.8mol=0.5mol，則所得溶液中H⁺的物質的量濃度是c（H⁺）=$\frac{0.5mol×2}{1L}$=1mol/L；
答：所得溶液中H⁺的物質的量濃度是1mol/L．

點評 本題考查方程式的相關計算，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．