Question

Zn与不同浓度的H₂SO₄反应，其还原产物不同，

（1）将13g锌粉投入足量的18.4mol/L的浓硫酸中，充分反应后，所得SO₂气体其标况下体积为多少升？_____

（2）若将一定量的锌投入100mL14.5mol/L的浓硫酸中，反应后锌完全溶解，将反应后溶液稀释至1L，测得溶液中c（SO₄^2﹣）＝1.05mol/L、[H⁺]＝0.1mol/L．反应产生SO₂体积（标准状况下）V（SO₂）＝_____L，V（H₂）＝_____L。

（3）将（1）中产生的气体缓缓通入100MLamol/L NaOH溶液中，SO₂、NaOH都完全消耗，则a的取值范围为_____。

Answer

4.48L 8.96 13.34 2≤a≤4

【解析】

（1）由于浓硫酸足量，Zn完全反应，还原产物为SO2气体，根据电子转移守恒计算SO2物质的量，再根据V＝nVm计算；

（2）根据S原子守恒计算二氧化硫物质的量；根据电荷守恒计算Zn2+的物质的量，再根据电子转移守恒计算氢气物质的量，进而计它们的体积；

（3）完全反应生成NaHSO3消耗NaOH最少，完全反应生成Na2SO3消耗NaOH最多。

（1）由于浓硫酸足量，Zn完全反应，还原产物为SO2气体，13g Zn的物质的量＝13g÷65g/mol＝0.2mol，根据电子转移守恒：n（SO2）＝0.2mol×2/(6-4)＝0.2mol，故V（SO2）＝0.2mol×22.4L/mol＝4.48L；

答：标况下生成SO2气的体积为4.48L；

（2）n（H2SO4）＝0.1L×14.5 mol/L＝1.45 mol，反应后溶液中n（SO42﹣）＝1 L×1.05mol/L＝1.05 mol，根据S原子守恒：n（SO2）＝n（H2SO4）﹣n（SO42﹣）＝1.45 mol﹣1.05 mol＝0.4 mol，故V（SO2）＝0.4mol×22.4L/mol＝8.96L；反应后溶液中n（H+）＝1 L×0.1mol/L＝0.1 mol，根据电荷守恒：2n（Zn2+）+n（H+）＝2n（SO42﹣），故n（Zn2+）＝1/2×（2×1.05 mol﹣0.1mol）＝1mol，根据电子转移守恒：n（H2）＝(1mol×2=0.4mol×2)/2＝0.6mol，故V（H2）＝0.6mol×22.4L/mol＝13.34L；

故答案为：8.96；13.34；

（3）生成的二氧化硫为0.2mol，完全反应生成NaHSO3消耗NaOH最少，最少为0.2mol，完全反应生成Na2SO3消耗NaOH最多，最多为0.2mol×2＝0.4mol，故0.2mol≤0.1 L×a mol/L≤0.4 mol，即2≤a≤4；

故答案为：2≤a≤4。