Question

18．将一定量的锌与100mL 18.5mol/L浓硫酸充分反应，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L（标准状况）．将反应后溶液稀释至1L，测得溶液的pH=1，下列叙述错误的是（　　）

• A． 气体A为SO₂和H₂的混合物
• B． 气体A中SO₂与H₂的体积比为5：1
• C． 反应中共消耗Zn 97.5g
• D． 反应中共转移电子3mol

Answer 1

分析 Zn和浓硫酸发生：Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，随着反应的进行，溶液浓度减小，稀硫酸与Zn发生：Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑，则生成的气体为SO₂和的H₂混合物，根据反应的有关方程式结合质量守恒定律列方程组计算．

解答 解：生成气体的物质的量为：$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，溶液剩余硫酸的物质的量为$\frac{1}{2}$×1L×0.1mol/L=0.05mol，
参加反应的n（H₂SO₄）=0.1L×18.5mol/L-0.05mol=1.8mol，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，
设反应生成xmolSO₂，ymolH₂，
Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
x         2x                           x
Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑
 y        y                           y
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1.5}\\{2x=y=1.8}\end{array}\right.$
解得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.3}\\{y=1.2}\end{array}\right.$，
所以反应会生成0.3mol的二氧化硫和1.2mol的氢气．
A．由以上分析可知气体A为SO₂和H₂的混合物，故A正确；
B．气体A为SO₂和H₂的混合物，且V（SO₂）：V（H₂）=1：4，故B错误；
C．反应中共消耗金属Zn的质量m（Zn）=（0.3mol+1.2mol）×65g/mol=97.5g，故C正确；
D．在反应Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O中，生成0.3mol的二氧化硫转移电子为0.6mol，反应Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑中，生成1.2mol氢气转移电子2.4mol，所以反应中共转移3mol电子，故D正确；
故选B．

点评 本题考查化学方程式的计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度不大，注意浓硫酸和稀硫酸性质的不同，从质量守恒的角度解答该题，计算生成气体的物质的量关系是解答该题的关键．