Question

实验室中用锌和稀硫酸反应制取氢气．
（1）要制取3.36L（标准状况）气体，需要1mol/L H₂SO₄多少毫升？
（2）某同学用向下排空气法收集氢气，测得所收集气体密度是纯氢气密度的1.2倍．求该气体中氢气所占的体积分数（设空气的平均相对分子质量为29）．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,阿伏加德罗定律及推论

专题：计算题

分析：（1）先计算出标况下3.36L氢气的物质的量，再根据氢原子守恒计算出需要1mol/L的稀硫酸的体积；
（2）根据相对密度计算出混合气体的平均摩尔质量，再设出混合气体中氢气、空气的物质的量，根据氢气、空气的平均摩尔质量列式计算出氢气位置物质的量之比及体积分数．

解答： 解：（1）标准状况下，3.36L氢气的物质的量为：n（H₂）=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，根据反应方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑可知，反应消耗的硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.15mol，
需要1mol/L H₂SO₄的体积为：V=

0.15mol

1mol/L

=0.15L=150mL，
答：需要1mol/L的硫酸的体积为150mL；
（2）所收集气体密度是纯氢气密度的1.2倍，根据M=ρV_m可知：相同条件下气体的摩尔质量与密度成正比，
则：混合气体的平均摩尔质量为：M=2g/mol×1.2=2.4g/mol，
设混合气体中含有xmol氢气、ymol空气，则：

2g/mol×xmol+29g/mol×ymol

xmol+ymol

=2.4g/mol，
解得x：y=133：2，
混合气体中氢气的体积分数为：

133

133+2

×100%≈98.5%，
答：该气体中氢气所占的体积分数为98.5%．

点评：本题考查了有关化学方程式的计算，题目难度中等，注意掌握物质的量与气体摩尔体积、摩尔质量等物理量之间关系，明确利用化学方程式进行计算的方法．