有一定质量的Zn与100mL18.5mol/L的浓H2SO4充分反应,Zn完全溶解,同时生成标准状况下的混合气体A33.6L,将有一定质量的Zn与100mL18.5mol/L的浓H2SO4充分反应,Zn完全溶解,同时生成标准状况下混合气体A33.6L,将反应后的溶液稀释到1L,测得溶液中c(H+)=0.1mol/L.求气体A中各组分的体积比.

问题描述:

有一定质量的Zn与100mL18.5mol/L的浓H2SO4充分反应,Zn完全溶解,同时生成标准状况下的混合气体A33.6L,将
有一定质量的Zn与100mL18.5mol/L的浓H2SO4充分反应,Zn完全溶解,同时生成标准状况下混合气体A33.6L,将反应后的溶液稀释到1L,测得溶液中c(H+)=0.1mol/L.求气体A中各组分的体积比.

反应中生成的气体1.5摩尔,所以锌的物质的量也是1.5摩尔,质量是65的1.5倍即97。5克 。
反应后溶液的氢离子浓度可以知道和氢离子对应的硫酸根是0.05摩尔,则实际反应的流逝是1.8摩尔,溶液中的硫酸根和锌离子对应的是1.5摩尔,加上和氢离子的,有1.55摩尔,这样缺少的硫元素是0.3摩尔,所以二氧化硫是0.3摩尔,这样氢气就是1.2摩尔,它们的体积比氢气比二氧化硫是4:1.
答案 H2/SO2=4:1 ,锌的质量97.5g

Zn与浓硫酸反应生成SO2,随着反应的进行浓硫酸被稀释,还原产物变成H2.
Zn + 2H2SO4(浓) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
生成标况下的SO2 和 H2 一共是33.6L,即 1.5 mol ,由方程式可知ZnSO4的物质的量也是 1.5 mol,反应之后H2SO4剩余0.1×1÷2=0.05mol.
反应前后,SO4一共减少1.85 - 1.5 - 0.05 = 0.3 mol ,减少的量即为生成 SO2 的物质的量
故H2 的物质的量为 1.5 - 0.3 = 1.2 mol
气体A中 SO2 与 H2 的 体积比为 0.3 :1.2 = 1:4