Question

13．把一定量的鋅與100mL 18.5mol/L的濃硫酸充分反應后，鋅完全溶解，同時生成氣體Y 33.6L（在標準狀況下．）．將反應后的溶液稀釋到1L，測得溶液的pH=1，則下列敘述正確的是（　�。�

• A． 氣體Y是SO₂和H₂的混合物
• B． 氣體Y中SO₂和H₂的體積比為4：1
• C． 反應中共消耗鋅87.5g
• D． 反應中共轉移電子3 mol

Answer 1

分析 將反應后的溶液稀釋到1L，測得溶液的pH=1，則反應后溶液中氫離子濃度為0.1mol/L，n_剩余（H₂SO₄）=1L×0.05mol/L=0.05mol；Zn和濃硫酸發(fā)生反應：Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，隨著反應的進行，溶液濃度減小，稀硫酸與Zn發(fā)生：Zn+H₂SO₄（�。�=ZnSO₄+H₂↑，由方程式可知，參加反應Zn的物質的量等于氣體物質的量，故n（Zn）=n（氣體）=$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，溶液中n（SO₄^2-）=n（ZnSO₄）+n_剩余（H₂SO₄）=1.5mol+0.05mol=1.55mol，由S原子守恒可知，生成SO₂為0.1L×18.5mol/L-1.55mol=0.3mol，由于n（SO₂）＜1.5mol，則生成的氣體為SO₂和的H₂混合物，而氫氣物質的量為1.5mol-0.3mol=1.2mol，據(jù)此進行解答．

解答 解：將反應后的溶液稀釋到1L，測得溶液的pH=1，則反應后溶液中氫離子濃度為0.1mol/L，n_剩余（H₂SO₄）=1L×0.05mol/L=0.05mol；Zn和濃硫酸發(fā)生反應：Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，隨著反應的進行，溶液濃度減小，稀硫酸與Zn發(fā)生：Zn+H₂SO₄（�。�=ZnSO₄+H₂↑，由方程式可知，參加反應Zn的物質的量等于氣體物質的量，故n（Zn）=n（氣體）=$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，溶液中n（SO₄^2-）=n（ZnSO₄）+n_剩余（H₂SO₄）=1.5mol+0.05mol=1.55mol，由S原子守恒可知，生成SO₂為0.1L×18.5mol/L-1.55mol=0.3mol，由于n（SO₂）＜1.5mol，則生成的氣體為SO₂和的H₂混合物，而氫氣物質的量為1.5mol-0.3mol=1.2mol，
A．根據(jù)分析可知，氣體Y為SO₂和H₂的混合物，故A正確；
B．氣體Y為SO₂和H₂的混合物，相同條件下氣體體積之比等于物質的量之比，則V（SO₂）：V（H₂）=0.3mol：1.2mol=1：4，故B錯誤；
C．反應中共消耗金屬Zn的質量為：m（Zn）=1.5mol×65g/mol=97.5g，故C錯誤；
D．反應中轉移的電子數(shù)目等于參加反應的Zn提供的電子，則反應中共轉移電子的物質的量為：1.5mol×2=3mol，故D正確；
故選AD．

點評 本題考查方程式的相關計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的實質為解答關鍵，注意濃硫酸和稀硫酸性質的不同，從質量守恒的角度解答該題，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．