Question

使一定质量的Zn与100ml18.5mol/L的浓硫酸充分反应，Zn完全溶解，

同时生成标况下的混合气体A22.4L。将反应后的溶液稀释为1L，测得溶液中的C（H+）=0.1mol/L，（1）求气体A中各组分的体积比。 （2）若往反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液，则生成的BaSO4沉淀的物质的量是多少？

Answer 1

【思路分析】反应后酸有剩余，锌与浓硫酸反应中，随反应物的不断消耗，硫酸的浓度会发生改变，量变必然应起质变。所以前后发生两个反应：

　Zn＋2H2SO4＝ZnSO4＋SO2↑＋2H2O

Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑

硫酸总量＝反应消耗量＋剩余量

硫酸消耗量＝被还原的硫酸＋生成盐的硫酸

被还原的硫酸：n（H2SO4）＝n（SO2）＋n（H2）

　　　　　　　　＝33.6÷22.4＝1.5mol

硫酸消耗量＝硫酸的总量－剩余的硫酸的量

　　＝18.5mol／L×0.1L－1L×0.1mol／L÷2＝1.8mol

则：n（SO2）＝1.8mol－1.5mol＝0.3 mol

　因此：n（H2）：n（SO2）＝（1.5－0.3）：0.3＝4：1
或者
(1)Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2(气体)+H2O(条件是加热)
1 22.4L
n 3.36l
可以计算出n(ZnSO4)=0.15mol
(2)
由于浓硫酸的浓度变低时,还可以发生如下反应:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(气体) Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2(气体)+H2O
可以设H2物质的量是X,SO2物质的量是Y.
22.4X+22.4Y=33.6 方程1

再根据剩下的n(H+)=0.100mol/L*1L=0.1mol
因为H+是和硫酸根存在的,所以n(SO4)=0.05mol
而原来的硫酸根的物质的量是:100ml*18.5mol/L=1.85mol
也就是反应用了(1.85mol-0.05mol)的硫酸.
而根据化学反应方程式的关系可得:
H2----H2SO4 SO2------2H2SO4
所以可得:
X+2Y=1.8mol 方程2
连立方程1和方程2,可得:
X=1.2,Y=0.3
所以:
V(H2):V(SO2)=1.2:0.3=4:1