Question

20．量取8.0mL 5.0mol•L^-1H₂SO₄溶液，加蒸餾水稀釋至100mL，取兩份稀釋后的H₂SO₄溶液各25mL，分別加入等質(zhì)量的Zn和Fe，相同條件下充分反應，產(chǎn)生氫氣的體積隨時間變化的曲線如圖所示（氫氣體積已折算成標準狀況下的體積）．請計算：
（1）稀釋后H₂SO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為0.40mol•L^-1．
（2）加入Fe的質(zhì)量至少有0.65g．

Answer 1

分析 （1）H₂SO₄溶液各25mL，分別加入等質(zhì)量的Zn和Fe，生成的氫氣的體積相同，由于Fe的摩爾質(zhì)量比Zn的小，所以Fe與硫酸反應時Fe過量，其反應方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，根據(jù)生成的氫氣求出硫酸的物質(zhì)的量和濃度；
（2）Zn與硫酸反應時鋅完全反應，根據(jù)方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑計算Zn的物質(zhì)的量和質(zhì)量，Zn和Fe的質(zhì)量相同．

解答 解：（1）H₂SO₄溶液各25mL，分別加入等質(zhì)量的Zn和Fe，生成的氫氣的體積相同，由于Fe的摩爾質(zhì)量比Zn的小，所以Fe與硫酸反應時Fe過量，其反應方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，由圖象可知生成的氫氣為n（H₂）=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，則n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.01mol，c（H₂SO₄）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.01mol}{0.025L}$=0.40mol/L，
故答案為：0.40；
（2）Zn與硫酸反應時鋅完全反應，反應方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，則n（Zn）=0.01mol，m（Zn）=nM=0.01mol×65g/mol=0.65g，Zn和Fe的質(zhì)量相同，所以Fe的質(zhì)量為0.65g，
故答案為：0.65．

點評 本題考查了根據(jù)方程式的計算，明確物質(zhì)之間發(fā)生的反應是解本題關鍵，再結合原子守恒進行計算，題目難度中等．