Question

已知锌跟浓硫酸反应生成SO₂，跟稀硫酸反应生成H₂。使一定量的锌与100mL18.5mol·L^－1浓硫酸充分反应，锌完全溶解，同时收集到标准状况下的气体A33.6L。将反应后的溶液稀释到1L，测得溶液中氢离子的浓度为0.1mol·L^－1。

（1）写出锌跟浓硫酸反应的化学方程式：____。

（2）反应过程中消耗的H₂SO₄的物质的量是____。

（3）气体A的成分是____，各成分的体积比是____。

（4）反应过程中消耗的锌的质量是____。

Answer

Zn＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O 1.80mol 二氧化硫和氢气 1∶4 97.5g

【解析】

⑴锌跟浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫和水。

⑵反应过程中消耗H2SO4的物质的量等于总的硫酸减去剩余的硫酸。

⑶先算气体A的物质的量，再根据题意用极限思维判断是否为单一气体，根据二氧化硫和氢气物质的量和守恒关系建立关系式计算。

⑷根据两个化学方程式可知n(Zn)＝n(SO2)＋n(H2)计算。

⑴锌跟浓硫酸反应的化学方程式为：Zn＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。

⑵反应过程中消耗H2SO4的物质的量为，故答案为：1.8mol。

⑶气体A的物质的量

根据题意，锌跟硫酸反应的化学方程式是：

Zn＋2H2SO4(浓)＝ZnSO4＋SO2↑＋2H2O①

Zn＋H2SO4(稀)＝ZnSO4＋H2↑②

若生成的气体全是二氧化硫，则消耗H2SO4的物质的量为n(H2SO4)＝2×n(SO2)＝2×1.5 mol＝3.0 mol≠1.8 mol，所以此假设不成立，即该气体只能是二氧化硫和氢气的混合气体。

设该混合气体中二氧化硫和氢气的物质的量分别是x和y。根据题意可得如下两个方程：

x＋y＝1.5 mol，2x＋y＝1.8 mol。

联立，解得x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，，故答案为：二氧化硫和氢气；1∶4。

⑷根据两个化学方程式可知n(Zn)＝n(SO2)＋n(H2)＝1.5 mol，则m(Zn)＝65 g·mol－1×1.5 mol＝97.5 g，故答案为：97.5g。