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4.将一定质量的锌粒投入100mL 18.5mol/L的浓硫酸中,待锌粒完全溶解后,测得生成的H2和SO2共33.6L(标准状况),此时溶液中尚余0.1mol H+.计算可知:
(1)投入锌粒的质量为97.5g.
(2)生成的H2和SO2的物质的量之比为1:4.

分析 发生Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,气体的物质的量与Zn的物质的量相等,结合反应及守恒法计算.

解答 解:(1)n(气体)=$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol,由Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,可知气体的物质的量与Zn的物质的量相等,则参加反应的Zn为1.5mol×65g/mol=97.5g,
故答案为:97.5;
(2)n(H2SO4)=0.1L×18.5mol/L=1.85mol,此时溶液中尚余0.1mol H+,可知参加反应的硫酸为1.85mol-0.05mol=1.8mol,
设生成的H2和SO2的物质的量分别为x、y,则
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1.5}\\{2x+y=1.8}\end{array}\right.$
解得x=0.3mol,y=1.2mol,
则生成的H2和SO2的物质的量之比为0.3mol:1.2mol=1:4,
故答案为:1:4.

点评 本题考查氧化还原反应的计算,为高频考点,把握发生的反应、物质的量关系为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意守恒法应用,题目难度不大.

练习册系列答案
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16.SO2随意排放会造成严重的大气污染.下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法.
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理SO2的烟气,流程如下:

①“吸收装置”中发生反应的离子方程式SO2+OH-=HSO3-
②合成塔中每合成1mol气体放出热量92.3kJ(25℃、101kPa),反应的热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6 kJ•mol-1
③上述流程中循环利用的物质是NaCl溶液.
(2)方法二:利用FeCl3溶液氧化吸收烟气中SO2
①该反应的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+(反应a).为验证该反应,同学们将SO2通入0.05mol/LFeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色.关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验.
      分析推测实验步骤及现象
甲:生成了Fe(OH)3胶体
乙:经查阅资料,可能发生反应:
Fe3++6SO2?Fe(SO263+(反应b)
I、制备Fe(OH)3胶体并检验
II、分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色
②利用胶体的丁达尔效应(填性质)可以检验步骤I中是否得到了Fe(OH)3胶体.
③根据反应b说明步骤II中液体颜色变化的原因是加入铁粉时发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,c(Fe3+)减小,使反应b逆向移动(用离子方程式及必要的文字说明).

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