Question

7．將6.5g鋅投入100ml2mol/L的稀硫酸（已知溶液密度為1.12g/cm³）中充分反應(yīng)．試計(jì)算
（1）產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積．
（2）反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量．
（3）現(xiàn)有2mol/L的稀鹽酸和稀硫酸各100ml，分別加入等質(zhì)量的鐵，反應(yīng)后生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積比為2：3，求加入鐵的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）據(jù)Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，進(jìn)行計(jì)算；
（2）利用差量法計(jì)算，溶液減少的質(zhì)量即為氫氣的質(zhì)量；
（3）發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑①、Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑②，加入鐵粉質(zhì)量相等，如果對(duì)于這兩個(gè)反應(yīng)都是鐵不足，則Fe完全反應(yīng)，生成氣體體積之比為1：1，若酸都不足，則酸完全反應(yīng)，根據(jù)方程式可知，生成的氣體體積之比為1：2，而實(shí)際氣體體積之比為2：3，所以肯定是鐵對(duì)一個(gè)反應(yīng)來(lái)說(shuō)是不足，對(duì)于另一個(gè)反應(yīng)是過(guò)量．通過(guò)方程式可以看出來(lái)，鐵消耗HCl多，對(duì)于①反應(yīng)來(lái)說(shuō)是鹽酸不足，可以算出來(lái)生成H₂為0.1mol，根據(jù)體積比可算出來(lái)②反應(yīng)生成H₂為0.15mol，對(duì)于②反應(yīng)是Fe不足，以此計(jì)算鐵的質(zhì)量．

解答 解：（1）n（H₂SO₄）=0.1L×2mol/L=0.2mol，n（Zn）=$\frac{6.5g}{65g/mol}$=0.1mol，注意在計(jì)算時(shí)以不足的作為計(jì)算對(duì)象，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
1                           22.4
0.1                        2.24
答：產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L．
（2）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑～△m=2g
         1                                           2
         0.1                                       0.2
m（溶液）=1.12g/cm³×100ml+6.5g-0.2g=118.3g，
答：反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量118.3g．
（3）發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑①、Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑②，加入鐵粉質(zhì)量相等，
如果對(duì)于這兩個(gè)反應(yīng)都是鐵不足，則Fe完全反應(yīng)，生成氣體體積之比為1：1，
若酸都不足，則酸完全反應(yīng)，根據(jù)方程式可知，生成的氣體體積之比為1：2，
而實(shí)際氣體體積之比為2：3，所以肯定是鐵對(duì)一個(gè)反應(yīng)來(lái)說(shuō)是不足，對(duì)于另一個(gè)反應(yīng)是過(guò)量．通過(guò)方程式可以看出來(lái)，鐵消耗HCl多，對(duì)于①反應(yīng)來(lái)說(shuō)是鹽酸不足，對(duì)于②反應(yīng)是Fe不足，
反應(yīng)①生成氣體的物質(zhì)的量為$\frac{0.1L×2mol/L}{2}$=0.1mol，反應(yīng)完畢后生成氣體的體積之比為2：3，所以由硫酸生成的氣體為0.1mol×$\frac{3}{2}$=0.15mol，
設(shè)鐵的質(zhì)量為x，則Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑②
                            56g                    1mol
                            x                      0.15mol
所以，56g：x=1mol：0.15mol，解得x=8.4g，
答：加入鐵的質(zhì)量為8.4g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查過(guò)量計(jì)算、根據(jù)方程式計(jì)算，題目難度不大，本題注意通過(guò)反應(yīng)方程式判斷反應(yīng)的過(guò)量問(wèn)題是關(guān)鍵．