Question

20．取100mL 18.3mol•L^-1 的H₂SO₄与Zn反应，当Zn完全溶解时，生成的气体（可使品红褪色）在标准状况下的体积为22.4L．将所得的溶液稀释成1L，测得溶液H⁺的浓度为1mol•L^-1，则所生成的气体中SO₂与H₂的体积比约为（　　）

• A． 1：2
• B． 2：1
• C． 1：4
• D． 4：1

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，发生：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，剩余硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_剩=$\frac{1}{2}$n（H⁺）=$\frac{1}{2}$×1L×1mol/L=0.5mol，消耗硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_消耗=0.1L×18.3mol/L-0.5mol=1.33mol，根据反应的化学方程式计算．

解答 解：100mL 18.3mol/L的H₂SO₄中含有硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_浓=0.1L×18.3mol/L=1.83mol，
剩余硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_剩=$\frac{1}{2}$n（H⁺）=$\frac{1}{2}$×1L×1mol/L=0.5mol，
消耗硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_消耗=1.83mol-0.5mol=1.33mol，
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，发生：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
设混合物气体中含有xmolSO₂，ymolH₂，
Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
       2xmol               xmol
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
      ymol               ymol
则有：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1}\\{2x+y=1.33}\end{array}\right.$
解之得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.33}\\{y=0.67}\end{array}\right.$
所以n（SO₂）：n（H₂）=x：y=0.33：67=1：2，
故选A．

点评 本题考查化学方程式的计算，题目难度中等，本题注意以下几点：①浓硫酸与锌反应生成SO₂，②随着反应的进行，硫酸的浓度降低，与锌反应生成H₂，③根据反应的方程式利用守恒的方法列式计算．