题目内容

向两烧杯中加入相同体积的1.5mol/L的稀硫酸,置于天平的左右两托盘上,调节天平,使之达到平衡,向一个烧杯中加入5.4g镁,另一个烧杯中加入5.4g铝,试根据计算进行分析,当硫酸取不同体积时,反应完毕后,天平可能会发生的变化。

解析试题分析:因相同浓度、相同体积的稀硫酸,则质量相等,相同质量(wg)的镁和铝,则反应可能存在三种情况:
(1)若酸不足,金属足量,则由M+H2SO4═MSO4+H2↑,酸完全反应,产生等量的气体,则由酸的质量+金属质量-气体的质量═反应后烧杯中的质量,两个反应的质量差相等,天平平衡.
(2)若酸足量,金属均不足,则设锌与酸反应生成的气体为X克,铁与酸反应生成的气体为Y克,
5.4克镁物质的量为5.4除以24=0.225mol  5.4克铝物质的量为5.4除以27=0.2mol
Mg+H2SO4═ZnSO4+H2↑,    2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑,
1                  1          2                      3
0.225         0.225    0.2             0.3
由此可知,铝与硫酸反应放出的气体量比较多,再由酸的质量+金属质量-气体的质量═反应后烧杯中的质量,与铝反应的烧杯一端质量小,天平不平衡,有金属镁的烧杯一端下沉.
(3)镁完全反应而铝剩余时,由于酸中的氢元素,对应镁的是完全转化为氢气,而铝对应的酸中的氢元素只是部分转化为氢气跑掉,所以导致铝一侧沉,向铝一侧倾斜.
故答案为:
(1)若酸足量,金属均不足,天平平衡;
(2)若酸足量,金属均不足,有金属镁的烧杯一端下沉;
(3)镁完全反应而铝剩余时,向铝一侧倾斜
考点:考查质量守恒定律及其应用,以及化学方程式计算的相关知识点。

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