Question

将6.5 g锌投入100 mL 2 mol/L的稀硫酸（已知溶液密度为1.12 g/cm³）中充分反应。试计算

（1）产生的氢气在标准状况下的体积。

（2）反应后所得溶液的质量。

（3）现有2 mol/L的稀盐酸和稀硫酸各100 mL，分别加入等质量的铁，反应后生成的气体在标准状况下的体积比为2∶3，求加入铁的质量。

Answer

（1）2.24 L（2分） （2）118.3 g（2分） （3）8.4 g（3分）

【解析】

试题分析：（1）先由、c•V计算两种反应物的n分别为mol = 0.1mol、100×10－3×2 mol = 0.2 mol，再根据化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知，两反应物不是恰好完全反应，而是Zn完全反应，H2SO4一半反应，另一半过量，因此应根据锌计算氢气的n为0.1mol，最后根据n•Vm可知氢气的V为0.1×22.4L=2.24L；（2）先由ρV、nM计算稀硫酸和氢气的质量分别为100×1.12g = 112g、0.1×2g = 0.2g，反应前总质量为(6.5+112)g=118.5g，反应过程中只逸出0.2g氢气，因此反应后所得溶液质量为(118.5-0.2)g=118.3g；（3）先由c•V计算两种酸的n均为100×10－3×2 mol = 0.2 mol，由题意及化学方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑推断，前一反应中Fe过量HCl不足且生成的氢气较少，后一反应中Fe不足H2SO4过量且生成的氢气较多，设加入x mol Fe，则前一反应根据完全反应的HCl可计算出生成氢气为0.2mol/2=0.1mol，后一反应根据完全反应的Fe可计算出生成氢气为xmol；再根据nVm可知，两反应生成的氢气体积分别为0.1×22.4L=2.24L、22.4xL；再由题意可知，，解得：x=0.15；最后由nM计算可得加入的铁质量为0.15×56g=8.4g。

【考点定位】考查过量问题的计算、质量守恒定律的应用、以物质的量为中心的计算、物质的量在化学方程式计算中的应用。

【名师点睛】根据化学方程式的计算，多以物质的量为核心，考查物质的量、物质的量浓度、物质的质量、摩尔质量、气体的体积、气体摩尔体积等相关物理量的转化关系。根据化学方程式计算时一定要准确找出相关物质之间的计量数关系，如果有一种反应物过量，则应根据量少的反应物来进行计算；如果涉及多步反应，可以根据几个化学方程式找出有关物质的关系式进行计算，使计算简化；如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算；如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。