Question

【題目】將6.5 g鋅投入100 mL 2 mol/L的稀硫酸（已知溶液密度為1.12 g/cm3）中充分反應。試計算

（1）產生的氫氣在標準狀況下的體積。

（2）反應后所得溶液的質量。

（3）現有2 mol/L的稀鹽酸和稀硫酸各100 mL，分別加入等質量的鐵，反應后生成的氣體在標準狀況下的體積比為2∶3，求加入鐵的質量。

Answer 1

【答案】（1）2.24 L（2分） （2）118.3 g（2分） （3）8.4 g（3分）

【解析】

試題分析：（1）先由、cV計算兩種反應物的n分別為mol = 0.1mol、100×10－3×2 mol = 0.2 mol，再根據化學方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知，兩反應物不是恰好完全反應，而是Zn完全反應，H2SO4一半反應，另一半過量，因此應根據鋅計算氫氣的n為0.1mol，最后根據nVm可知氫氣的V為0.1×22.4L=2.24L；（2）先由ρV、nM計算稀硫酸和氫氣的質量分別為100×1.12g = 112g、0.1×2g = 0.2g，反應前總質量為(6.5+112)g=118.5g，反應過程中只逸出0.2g氫氣，因此反應后所得溶液質量為(118.5-0.2)g=118.3g；（3）先由cV計算兩種酸的n均為100×10－3×2 mol = 0.2 mol，由題意及化學方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑推斷，前一反應中Fe過量HCl不足且生成的氫氣較少，后一反應中Fe不足H2SO4過量且生成的氫氣較多，設加入x mol Fe，則前一反應根據完全反應的HCl可計算出生成氫氣為0.2mol/2=0.1mol，后一反應根據完全反應的Fe可計算出生成氫氣為xmol；再根據nVm可知，兩反應生成的氫氣體積分別為0.1×22.4L=2.24L、22.4xL；再由題意可知，，解得：x=0.15；最后由nM計算可得加入的鐵質量為0.15×56g=8.4g。