量取8.0mL 5.0mol•L-1H2SO4溶液.加蒸馏水稀释至100mL.取两份稀释后的H2SO4溶液各25mL.分别加入等质量的Zn和Fe.相同条件下充分反应.产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)．请计算:(1)稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为0.40mol•L-1．(2)加入Fe的质量至少有0.65g� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20．

量取8.0mL 5.0mol•L^-1H₂SO₄溶液，加蒸馏水稀释至100mL，取两份稀释后的H₂SO₄溶液各25mL，分别加入等质量的Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示（氢气体积已折算成标准状况下的体积）．请计算：
（1）稀释后H₂SO₄溶液的物质的量浓度为0.40mol•L^-1．
（2）加入Fe的质量至少有0.65g．

分析（1）H₂SO₄溶液各25mL，分别加入等质量的Zn和Fe，生成的氢气的体积相同，由于Fe的摩尔质量比Zn的小，所以Fe与硫酸反应时Fe过量，其反应方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，根据生成的氢气求出硫酸的物质的量和浓度；
（2）Zn与硫酸反应时锌完全反应，根据方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑计算Zn的物质的量和质量，Zn和Fe的质量相同．

解答解：（1）H₂SO₄溶液各25mL，分别加入等质量的Zn和Fe，生成的氢气的体积相同，由于Fe的摩尔质量比Zn的小，所以Fe与硫酸反应时Fe过量，其反应方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，由图象可知生成的氢气为n（H₂）=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，则n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.01mol，c（H₂SO₄）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.01mol}{0.025L}$=0.40mol/L，
故答案为：0.40；
（2）Zn与硫酸反应时锌完全反应，反应方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，则n（Zn）=0.01mol，m（Zn）=nM=0.01mol×65g/mol=0.65g，Zn和Fe的质量相同，所以Fe的质量为0.65g，
故答案为：0.65．

点评本题考查了根据方程式的计算，明确物质之间发生的反应是解本题关键，再结合原子守恒进行计算，题目难度中等．

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