Question

使一定質(zhì)量的鋅與100mL18.5mol/L濃H₂SO₄充分反應，鋅完全溶解．已知反應過程中，先產(chǎn)生一種刺激性氣味的氣體，然后產(chǎn)生一種無色無味的氣體，且生成氣體的總體積為 33.6L（標準狀況下）．將反應后的溶液稀釋至1L，測得溶液中c（H⁺）為0.1mol/L．求：
（1）生成的氣體中各成分的物質(zhì)的量分別是多少？
（2）若往反應后的溶液中加入足量的BaCl₂溶液，則所生成的BaSO₄沉淀的物質(zhì)的量為多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)濃硫酸和稀硫酸性質(zhì)的不同判斷氣體的成分，根據(jù)反應的化學方程式計算氣體的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒計算反應后溶液中SO₄^2-離子的物質(zhì)的量，進而計算生成的BaSO₄沉淀的物質(zhì)的量．

解答：解：（1）氣體A是 SO₂ 和H₂氣體的混合氣體；原因：濃H₂SO₄與Zn反應時，隨著反應的進行H₂SO₄由濃逐漸變稀、相應生成的氣體也不同．氣體的總物質(zhì)的量為

33.6L

22.4L/mol

=1.5mol，
100mL18.5mol/L濃H₂SO₄的物質(zhì)的量為0.1L×18.5mol/L=1.85mol，
反應后c（H⁺）=0.1mol/L，則c（H₂SO₄）=0.05mol/L，n（H₂SO₄）=0.05mol，
設A混合氣體中n（SO₂）為x，n（H₂）為y
Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O
      2x       x      x
Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑
    y          y     y
則

x+y=1.5mol 2x+y=1.85mol-0.05mol

解得：x=0.3mol，y=1.2mol，
答：生成的氣體中各成分的物質(zhì)的量分別是n（SO₂）=0.3mol，n（H₂）=1.2mol．
（2）溶液中含有的SO₄^2-的物質(zhì)的量為0.3mol+1.2mol+0.05mol=1.55mol，
所以n（BaSO₄）=1.55mol，
答：生成的BaSO₄沉淀的物質(zhì)的量為1.55mol．

點評：本題考查濃硫酸的性質(zhì)以及有關反應的計算，
[注意]在選擇題和一些化學計算題一的條件下，我們要考慮濃硫酸變成稀硫酸．
當給定了濃硫酸的物質(zhì)的量時，被還原的硫酸的物質(zhì)的量或者得到標準狀況下的 SO₂ 氣體都要小于理論數(shù)值．
若給出被還原的硫酸的物質(zhì)的量或者得到標準狀況下的 SO₂氣體，要求濃硫酸的物質(zhì)的量時，濃硫酸的物質(zhì)的量必須大于理論數(shù)值．