Question

将一定量锌与100mL 18.5mol/L H₂SO₄充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L（标准状况）．将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的氢离子浓度0.1mol?L^-1，则下列叙述中错误的是（　　）

• A、气体A为SO₂和H₂的混合物
• B、气体A中SO₂和H₂的体积比为4：1
• C、反应中共消耗Zn 97.5 g
• D、反应中共转移电子3 mol

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算

专题：

分析：Zn和浓硫酸发生：Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，随着反应的进行，溶液浓度减小，
稀硫酸与Zn发生：Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑，则生成的气体为SO₂和的H₂混合物，根据反应的有关方程式结合质量守恒定律列方程组计算．

解答： 解：生成气体的物质的量为

33.6L

22.4L/mol

=1.5mol，溶液剩余硫酸的物质的量为

1

2

×1L×0.1mol/L=0.05mol，
参加反应的n（H₂SO₄）=0.1L×18.5mol/L-0.05mol=1.8mol，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，
设反应生成xmolSO₂，ymolH₂，
Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
x   2x                x
Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑
y   y               y
x+y=1.5
2x+y=1.8
解之得 x=0.3，y=1.2
所以反应会生成0.3mol的二氧化硫和1.2mol的氢气．
A、依据分析可知：气体A为SO₂和H₂的混合物，故A正确；
B、气体A为SO₂和H₂的混合物，且V（SO₂）：V（H₂）=0.3mol：1.2mol=1：4，故B错误；
C、反应中共消耗金属Zn的质量m（Zn）=（0.3mol+1.2mol）×65g/mol=97.5g，故C正确；
D、在反应Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O中，生成0.3mol的二氧化硫转移电子为0.6mol，反应Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑中，生成1.2mol氢气转移电子2.4mol，所以反应中共转移3mol电子，故D正确．
故选B．

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．