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有一置于水中用特殊材料制成的密闭容器,气体分子可以通过该容器的器壁,而液体和固体则不能通过,容器质量为lg,体积为0.04L、容器内盛有32.5g质量分数为40%的稀硫酸,如果向其中加入锌粒,要想保持容器在水中不沉底,则锌粒的质量最大不能超过多少?

解:设加入的锌粒的质量为x
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑△m
65 2 63
x
所排开水的重量为ρVg=1g/mL×0.04L×1000mL/L×g=40×g.
由于悬浮,是重力等于浮力.
+32.5+1)×g═40×g
即(+32.5+1)═40
得:m═6.71g
答:加入锌粒的质量最大不能超过6.71g.
分析:要使容器在水中不下沉,容器和它内部的物质产生的重力最大不能超过水对容器的浮力F,即:
[m(容器)+m(硫酸)+m(锌粒)-m(氢气)]×g=F浮
由锌与硫酸反应的化学方程式可以得到m(锌粒)与m(氢气)的质量关系,代入上面的式子,即可计算出m(锌粒).
点评:本题主要考查有关化学方程式的计算,由于涉及密度和浮力,因此难度较大.
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