Question

8．使一定质量的锌与100mL18.5mol/L浓H₂SO₄充分反应，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L（标准状况下）．将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液c（H⁺）为0.1mol/L，求气体A中各组分的体积比．

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：$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，剩余硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_剩=$\frac{1}{2}$×1L×0.1mol/L=0.05mol，消耗硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_消耗=0.1L×18.5mol/L-0.05mol=1.8mol，根据反应的化学方程式计算．

解答 解：n（H₂SO₄）_浓=0.1L×18.5mol/L=1.85mol，
剩余硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_剩=$\frac{1}{2}$×1L×0.1mol/L=0.05mol，
消耗硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）_消耗=1.85mol-0.05mol=1.8mol，
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$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，
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：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1.5}\\{2x+y=1.8}\end{array}\right.$
解得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.3}\\{y=1.2}\end{array}\right.$
则气体A中n（SO₂）：n（H₂）=x：y=0.3：1.2=1：4，
所以V（SO₂）：V（H₂）=（0.3×224）：（1.2×22.4）=1：4
答：气体A中各组分的体积比V（SO₂）：V（H₂）=1：4．

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．