2015_浙江卷
31．量取 $8 . 0 \mathrm { m L } 5 . 0 \mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 }$ 溶液，加蒸馏水稀释至 100 mL，取两份稀释后的 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 }$ 溶液各 25 mL，分别加入等质量的Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示（氢气体积已折算成标准状况下的体积）。请计算：
（1）稀释后 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 }$ 溶液的物质的量浓度为 $\mathrm { m o l \cdot L ^ { - 1 } }$
（2）加入Fe的质量至少有 g。
0.40 0.65
【答案】 0.40 0.65
【解析】① $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 }$ 溶液各25mL，分别加入等质量的Zn和Fe，生成的氢气的体积相同，由于Fe的摩尔质量比 Zn 的小，所以 Fe 与硫酸反应时 Fe 过量，其反应方程式为： $\mathrm { F e + H _ { 2 } S O _ { 4 } } { = } \mathrm { F e S O _ { 4 } } { + } \mathrm { H _ { 2 } } \uparrow$ ，由图象可知生成的氢气为 $\mathrm { n ( H _ { 2 } ) } = \ \frac { V } { V _ { m } } { = } \frac { 0 . 2 2 4 L } { 2 2 . 4 L \mathrm { / } m o l } { = } 0 . 0 1 \mathrm { m o l }$ ，则 $\mathrm { n ( H _ { 2 } S O _ { 4 } ) { = } n ( H _ { 2 } ) { = } 0 . 0 1 m o l }$ $\mathrm { c ( H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 } ) = \ \frac { n } { V } =$ $\frac { 0 . 0 1 m o l } { 0 . 0 2 5 L } { = 0 . 4 0 \mathrm { m o l / L } }$ ，故答案为：0.40；
> ②Zn 与硫酸反应时锌完全反应，反应方程式为 $Z n { + } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 } { = } Z \mathrm { n S O } _ { 4 } { + } \mathrm { H } _ { 2 } \uparrow$ ，则 $\scriptstyle \mathrm { n ( Z n ) = 0 . 0 1 m o l }$ $\mathrm { m ( Z n ) { = } n M { = } 0 . 0 1 m o l { \times } 6 5 g / m o l { = } 0 . 6 5 g , ~ Z n }$ 和Fe的质量相同，所以Fe的质量为0.65g，故答案为：0.65。
点睛：明确物质之间发生的反应是解本题关键，再结合原子守恒进行计算。本题的难点是根据相同条件下充分反应，产生氢气的体积相等，判断等质量的 Zn 和 Fe 与硫酸的反应情况是硫酸完全反应还是硫酸过量。