Question

【題目】將一定質量的鋅粒投入100mL 18.5mol/L的濃硫酸中，待鋅粒完全溶解后，測得生成的H2和SO2共33.6L（標準狀況），此時溶液中尚余0.1mol H+ ． 計算可知：
（1）投入鋅粒的質量為g．
（2）生成的H2和SO2的物質的量之比為 ．

Answer 1

【答案】
（1）97.5
（2）4：1
【解析】解析：（1）根據以上分析，生成1.5mol H2和SO2的混合氣體共轉移電子3mol，根據得失電子守恒，可知消耗鋅的物質的量是

=1.5mol，消耗鋅的質量是 ； （2）反應后溶液中的溶質是硫酸鋅和硫酸，根據鋅元素守恒，反應生成硫酸鋅的物質的量是1.5mol；溶液中尚余0.1mol H+，可知剩余硫酸0.05mol；根據硫元素守恒，反應生成SO2的物質的量是0.1L× 18.5mol/L-1.5mol-0.05mol=0.3mol；所以氫氣的物質的量是1.5mol－0.3mol=1.2mol，生成的H2和SO2的物質的量之比為1.2:0.3=4：1。

兩種解法
（1）二元一次方程組 設SO2 和 H2 的物質的量分別為xmol、ymol，
則依據方程式Zn+2H2SO4濃=ZnSO4+SO2+2H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
x 2x x y y y
則22.4（x+y）=33.6 2x+y=0.1× 18.5-0.1/2=1.8 則x=0.3 y=1.2
消耗鋅的質量是 1.5 m o l × 65 g / m o l = 97.5 g 生成的H2和SO2的物質的量之比為1.2:0.3=4：1
（2）守恒法解題
1、根據以上分析，生成1.5mol H2和SO2的混合氣體共轉移電子3mol，根據得失電子守恒，可知消耗鋅的物質的量是 =1.5mol，
消耗鋅的質量是 ；
2、反應后溶液中的溶質是硫酸鋅和硫酸，根據鋅元素守恒，反應生成硫酸鋅的物質的量是1.5mol；溶液中尚余0.1mol H+，可知剩余硫酸0.05mol；根據硫元素守恒，反應生成SO2的物質的量是0.1L× 18.5mol/L-1.5mol-0.05mol=0.3mol；所以氫氣的物質的量是1.5mol－0.3mol=1.2mol，生成的H2和SO2的物質的量之比為1.2:0.3=4：1。