Question

15．将一定量的金属锌跟16mol•L^-1浓H₂SO₄100mL充分反应，使锌完全溶解，其还原产物在标准状况下的体积约为22.4L，并测得反应后溶液中的H⁺浓度为1.5mol•L^-1．若忽略反应中溶液体积的变化，则此溶液中还含有SO${\;}_{4}^{2-}$的物质的量为1.075mol．

Answer 1

分析 锌与浓硫酸发生：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，反应后溶液中的H⁺浓度为1.5mol•L^-1，还发生反应：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成气体为SO₂和H₂的混合物，由方程式可知生成n（ZnSO₄）=n（SO₂）+n（H₂），再根据n=cV计算剩余硫酸的物质的量，反应后溶液中n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄）_剩+n（ZnSO₄）．

解答 解：锌与浓硫酸发生：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，反应后溶液中的H⁺浓度为1.5mol•L^-1，还发生反应：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成气体为SO₂和H₂的混合物，物质的量为$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，由方程式可知生成n（ZnSO₄）=n（SO₂）+n（H₂）=1mol，剩余硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_剩=$\frac{1}{2}$×0.1L×0.15mol/L=0.075mol，故反应后溶液中n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄）_剩+n（ZnSO₄）=1mol+0.075mol=1.075mol，
故答案为：1.075mol．

点评 本题考查化学方程式的计算，题目难度中等，注意浓硫酸与锌反应生成SO₂，随着反应的进行，硫酸的浓度降低，与锌反应生成H₂，注意利用守恒法计算解答．