Question

把一定量的锌与100mL 18.5mol/L的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体33.6L（在标准状况下）．将反应后的溶液稀释到1L，测得溶液的pH=1，则下列叙述正确的是（　　）

A．气体SO₂ 为1.5mol

B．反应后剩余硫酸为0.1mol

C．反应后溶液中SO₄^2- 为1.5mol

D．反应中共转移电子3 mol

Answer 1

分析：反应后的溶液稀释到1L，测得溶液的pH=1，氢离子浓度为0.1mol/L，稀释后硫酸的浓度为0.05mol/L，反应剩余的硫酸为0.05mol×1L=0.05mol，则反应后溶液中硫酸的物质的量浓度为

0.05mol×1L

0.1L

=0.5mol/L，为稀硫酸，故发生反应：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成的气体为SO₂、H₂混合气体，
令混合气体中SO₂、H₂的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者体积与消耗硫酸的物质的量列方程，据此计算解答．

解答：解：反应后的溶液稀释到1L，测得溶液的pH=1，氢离子浓度为0.1mol/L，稀释后硫酸的浓度为0.05mol/L，则反应后溶液中硫酸的物质的量浓度为

0.05mol×1L

0.1L

=0.5mol/L，为稀硫酸，故发生反应：Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成的气体为SO₂、H₂混合气体，物质的量为=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，
参加反应的n（H₂SO₄）=0.1L×18.5mol/L-0.05mol×1L=1.8mol，
令混合气体中SO₂、H₂的物质的量分别为xmol、ymol，则：
Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
x   2x                x
Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑
y   y               y
x+y=1.5
2x+y=1.8
解之得 x=0.3，y=1.2
A．由以上计算可知，气体SO₂ 为0.3mol，故A错误；
B．反应剩余的硫酸为0.05mol×1L=0.05mol，故B错误；
C．根据原子守恒反应后溶液中SO₄^2- 为n_浓硫酸-n（SO₂）=0.1L×18.5mol/L-0.3mol=1.55mol，故C错误；
D．反应中共消耗金属Zn的为0.3mol+1.2mol=1.5mol，故转移电子为1.5mol×2=3mol，故D正确，
故选D．

点评：本题考查方程式的相关计算，难度中等，注意浓硫酸和稀硫酸性质的不同，判断有氢气生成是解题关键．