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【题目】已知锌跟浓硫酸反应生成SO2,跟稀硫酸反应生成H2。使一定量的锌与100mL18.5mol·L-1浓硫酸充分反应,锌完全溶解,同时收集到标准状况下的气体A33.6L。将反应后的溶液稀释到1L,测得溶液中氢离子的浓度为0.1mol·L-1。

(1)写出锌跟浓硫酸反应的化学方程式:____。

(2)反应过程中消耗的H2SO4的物质的量是____。

(3)气体A的成分是____,各成分的体积比是____。

(4)反应过程中消耗的锌的质量是____。

【答案】Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O 1.80mol 二氧化硫和氢气 1∶4 97.5g

【解析】

⑴锌跟浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫和水。

⑵反应过程中消耗H2SO4的物质的量等于总的硫酸减去剩余的硫酸。

⑶先算气体A的物质的量,再根据题意用极限思维判断是否为单一气体,根据二氧化硫和氢气物质的量和守恒关系建立关系式计算。

⑷根据两个化学方程式可知n(Zn)=n(SO2)+n(H2)计算。

⑴锌跟浓硫酸反应的化学方程式为:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O。

⑵反应过程中消耗H2SO4的物质的量为,故答案为:1.8mol。

⑶气体A的物质的量

根据题意,锌跟硫酸反应的化学方程式是:

Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O①

Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑②

若生成的气体全是二氧化硫,则消耗H2SO4的物质的量为n(H2SO4)=2×n(SO2)=2×1.5 mol=3.0 mol≠1.8 mol,所以此假设不成立,即该气体只能是二氧化硫和氢气的混合气体。

设该混合气体中二氧化硫和氢气的物质的量分别是x和y。根据题意可得如下两个方程:

x+y=1.5 mol,2x+y=1.8 mol。

联立,解得x=0.3 mol,y=1.2 mol,,故答案为:二氧化硫和氢气;1∶4。

⑷根据两个化学方程式可知n(Zn)=n(SO2)+n(H2)=1.5 mol,则m(Zn)=65 g·mol-1×1.5 mol=97.5 g,故答案为:97.5g。

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