Question

在质量相等的两个烧杯里，分别加入体积相同，浓度同为3mol/L的硫酸溶液，置于托盘天平上，并使天平保持平衡．然后，在天平左盘的烧杯里加入10.8gAl，在右盘的烧杯里加入10.8gMg．当反应完毕时，天平的平衡将发生哪些变化？试通过计算和分析加以论证．

Answer 1

答案：
解析：

答案： (1)当加入时，Mg、Al均过量，不足量的硫酸全部反应完毕，生成的质量相同，天平继续保持平衡． (2)当加入时，Mg、Al均不足量，将全部反应完毕，10.8gAl放出1.20g，10.8gMg放出90g，天平失去平衡，加入Al的天平盘一端上升，加入Mg的天平另一端下沉． (3)当加入硫酸溶液体积：时，Mg不足量，10.8gMg全部反应完毕放出氢气0.90g；Al是过量的，反应后Al仍有剩余，Al跟硫酸产生氢气的质量为：，所以，天平也将失去平衡，加入Al的天平盘一端逐渐上升，加入Mg的天平盘另一端逐渐下降． 两个烧杯的质量相等，两个烧杯里的硫酸溶液质量相等，硫酸溶液内所含硫酸溶质的物质的量相等，在两烧杯里加入的Mg、Al质量也相等，当反应完毕时，天平能否继续保持平衡，取决于两烧杯里金属跟稀硫酸发生置换反应时放出氢气的质量是否相等．当硫酸不足量时，放出氢气的质量相同，天平保持平衡；当硫酸过量时，放出氢气的质量不同，天平失去平衡，本题中只给出硫酸溶液的浓度是3mol/L．没有给出硫酸溶液体积的具体数值，何时硫酸不足量，何时硫酸过量，决定于硫酸溶液的体积．由此可见，算出10.8gAl消耗3mol/L硫酸溶液的体积()，10.8gMg消耗3mol/L硫酸溶液的体积()，以及它们分别产生的氢气的质量和，是分析和论证本题的关键． 　 　 上述计算表明：当在两烧杯中加入3mol/L硫酸溶液小于0.15L时，硫酸是不足量的，Al、Mg两种金属都过量，硫酸全部反应完毕，两烧杯里产生的氢气质量相等，天平保持平衡．当在两烧杯中加入硫酸溶液(3mol/L)大于0.20L时，硫酸是过量的，10.8g的Mg、Al两种金属都反应完毕，加入Al的烧杯中产生氢气1.20g，加入Mg的烧杯中产生氢气0.90g，天平失去平衡． 解法(1)当加入时，Mg、Al均过量，不足量的硫酸全部反应完毕，生成的质量相同，天平继续保持平衡． (2)当加入时，Mg、Al均不足量，将全部反应完毕，10.8gAl放出1.20g，10.8gMg放出90g，天平失去平衡，加入Al的天平盘一端上升，加入Mg的天平另一端下沉． (3)当加入硫酸溶液体积：时，Mg不足量，10.8gMg全部反应完毕放出氢气0.90g；Al是过量的，反应后Al仍有剩余，Al跟硫酸产生氢气的质量为：，所以，天平也将失去平衡，加入Al的天平盘一端逐渐上升，加入Mg的天平盘另一端逐渐下降．

提示：

本题对3mol/L的硫酸溶液体积没有界定，需根据10.8gMg、10.8gAl完全反应时，计算出所需硫酸溶液的体积，才能找出硫酸不足量和过量的具体数值，划定取值范围，分别进行论证．