Question

用98.0g的稀硫酸溶液与过量的20.0g锌粒充分反应制取氢气，反应后称量剩余物的质量为117.8g．试计算：
（1）产生氢气多少克？在标准状况下对应氢气的体积约为多少升？（已知标准状况下氢气的密度约为0.09g/L）
（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数？（写出计算步骤及结果）

Answer 1

分析：（1）根据质量守恒定律，参加反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质的质量总和；则产生氢气的质量为反应前各物质的质量总和-制取氢气反应后的剩余物的质量，结合密度公式可以计算出氢气的体积；
（2）根据所发生的反应可以知道，反应后生成了硫酸锌和氢气，所以反应后所得溶液为硫酸锌的溶液，可以根据化学方程式求算出硫酸锌的质量，进而计算出硫酸锌的质量分数．

解答：解：（1）反应前各物质的质量为：98.0g+20.0g=118.0g；
根据质量守恒定律，所制得的氢气质量为118.0g-117.8g=0.2g；
根据密度公式可以知道氢气的体积为：v=

m

ρ

=

0.2g

0.09g/L

=2.2L；
（2）由（1）可知产生氢气的质量为0.2g；
设反应中生成的硫酸锌的质量为x，消耗锌的质量为y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
 65       161   2
 y         x   0.2g        
 

161

2

=

x

0.2g

          

65

2

=

y

0.2g

 解得：x=16.1g           y=6.5g
所以反应后溶液的质量为：98.0g+6.5g-0.2g=104.3g；
所以反应后溶液中溶质的质量分数为：

16.1g

104.3g

×100%=15.4%
答：（1）产生氢气0.2克，在标准状况下对应氢气的体积约2.2升；
（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数为15.4%．
故答案为：
（1）0.2g；2.2L；
（2）15.4%．

点评：本题考查了质量守恒定律的应用以及溶质质量分数的计算；解答本题的关键是确定氢气的质量，同时注意反应后溶液中溶质的判断和溶液质量的求算方法．