Question

10．使一定质量的Zn与100ml18.5mol/L的浓硫酸充分反应，Zn完全溶解，同时生成气体33.6L，将生成的气体用过量的NaOH溶液充分吸收后，体积变为26.88L．（气体体积均为标准状况）已知（Zn+H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+2H₂O）
（1）参加反应的Zn的质量？
（2）参加反应的H₂SO₄的物质的量？
（3）反应后的溶液稀释至1L，所得溶液中H⁺的物质的量浓度是多少？

Answer 1

分析 使一定质量的Zn与100ml18.5mol/L的浓硫酸充分反应，Zn完全溶解，同时生成气体33.6L，将生成的气体用过量的NaOH溶液充分吸收后，体积变为26.88L，则气体中含有二氧化硫，剩余的26.88L为氢气，则n（H₂）=$\frac{26.88L}{22.4L/mol}$=1.2mol，所以二氧化硫的物质的量为$\frac{33.6L-26.88L}{22.4L/mol}$=0.3mol，根据反应方程式计算．

解答 解：使一定质量的Zn与100ml18.5mol/L的浓硫酸充分反应，Zn完全溶解，同时生成气体33.6L，将生成的气体用过量的NaOH溶液充分吸收后，体积变为26.88L，则气体中含有二氧化硫，剩余的26.88L为氢气，则n（H₂）=$\frac{26.88L}{22.4L/mol}$=1.2mol，所以二氧化硫的物质的量为$\frac{33.6L-26.88L}{22.4L/mol}$=0.3mol；
  Zn+2H₂SO₄ =ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，
0.3mol   0.6mol               0.3mol
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
1.2mol   1.2mol                 1.2mol
（1）由分析可知，反应消耗的锌为0.3mol+1.2mol=1.5mol，其质量为1.5mol×65g/mol=97.5g；
答：参加反应的Zn的质量为97.5g；
（2）由分析可知，反应消耗的硫酸为0.6mol+1.2mol=1.8mol；
答：参加反应的H₂SO₄的物质的量为1.8mol；
（3）反应后剩余的硫酸为0.1L×18.5mol/L-1.8mol=0.5mol，则所得溶液中H⁺的物质的量浓度是c（H⁺）=$\frac{0.5mol×2}{1L}$=1mol/L；
答：所得溶液中H⁺的物质的量浓度是1mol/L．

点评 本题考查方程式的相关计算，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．