Question

實驗室中用鋅和稀硫酸反應制取氫氣．
（1）要制取3.36L（標準狀況）氣體，需要1mol/L H₂SO₄多少毫升？
（2）某同學用向下排空氣法收集氫氣，測得所收集氣體密度是純氫氣密度的1.2倍．求該氣體中氫氣所占的體積分數(shù)（設(shè)空氣的平均相對分子質(zhì)量為29）．

Answer 1

考點：化學方程式的有關(guān)計算,阿伏加德羅定律及推論

專題：計算題

分析：（1）先計算出標況下3.36L氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)氫原子守恒計算出需要1mol/L的稀硫酸的體積；
（2）根據(jù)相對密度計算出混合氣體的平均摩爾質(zhì)量，再設(shè)出混合氣體中氫氣、空氣的物質(zhì)的量，根據(jù)氫氣、空氣的平均摩爾質(zhì)量列式計算出氫氣位置物質(zhì)的量之比及體積分數(shù)．

解答： 解：（1）標準狀況下，3.36L氫氣的物質(zhì)的量為：n（H₂）=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，根據(jù)反應方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑可知，反應消耗的硫酸的物質(zhì)的量為：n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.15mol，
需要1mol/L H₂SO₄的體積為：V=

0.15mol

1mol/L

=0.15L=150mL，
答：需要1mol/L的硫酸的體積為150mL；
（2）所收集氣體密度是純氫氣密度的1.2倍，根據(jù)M=ρV_m可知：相同條件下氣體的摩爾質(zhì)量與密度成正比，
則：混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為：M=2g/mol×1.2=2.4g/mol，
設(shè)混合氣體中含有xmol氫氣、ymol空氣，則：

2g/mol×xmol+29g/mol×ymol

xmol+ymol

=2.4g/mol，
解得x：y=133：2，
混合氣體中氫氣的體積分數(shù)為：

133

133+2

×100%≈98.5%，
答：該氣體中氫氣所占的體積分數(shù)為98.5%．

點評：本題考查了有關(guān)化學方程式的計算，題目難度中等，注意掌握物質(zhì)的量與氣體摩爾體積、摩爾質(zhì)量等物理量之間關(guān)系，明確利用化學方程式進行計算的方法．