题目内容
在杠杆的两端分别挂着质量和直径都相同的铁球和空心铝球(表面的氧化膜已除去),这时杠杆平衡,将两球分别浸泡在相同质量、相同浓度的稀硫酸中(如图),直至两个烧杯中均无气泡产生为止.两球的外形变化不大且无孔洞出现.下列说法中正确的是( )

| A、反应开始后,铁球表面产生气泡的速率较快 |
| B、最终右边烧杯中产生的氢气比左边烧杯多 |
| C、取出金属球后,左边烧杯的质量比右边烧杯的质量小 |
| D、拿掉烧杯后,要想使杠杆平衡,支点应向N移动 |
考点:金属的化学性质
专题:金属与金属材料
分析:铁球和铝球的质量和体积都相同,则在溶液中所受浮力相同;而铁比铝的密度大很多,所以铁球一定是空心的.将两球分别浸泡在质量相同,浓度相同的稀硫酸中,至不再反应,铁球和铝球的外形变化不大且无孔洞出现,说明金属都有剩余,而硫酸完全反应,通过化学方程式计算可知相同质量的硫酸消耗铁的质量要比铝多,所以反应后铁球要比铝球轻,故支点应向N移动.
解答:解:
A、反应开始后,铁球表面产生气泡的速率较快,说法错误,因为铝和金属活动性大于铁;
B、铁球和铝球的外形变化不大且无孔洞出现,说明金属都有剩余,而硫酸完全反应,故生成的氢气相等.故“最终右边烧杯中产生的氢气比左边烧杯多”,说法错误.
C、等质量的硫酸,消耗的铁比铝的质量大,故“取出金属球后,左边烧杯的质量比右边烧杯的质量小”,说法错误.
D、通过化学方程式可算出铁球和铝球减少在的质量比.
解:设消耗的铁和铝的质量分别为x、y,硫酸的质量为100g,质量分数为a%,则:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑; 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
56 98 54 294
x 100g×a% y 100g×a%
即:
=
即:
=
解得:x=
解得:y=
;
故消耗的铁和铝的质量之比为:
:
=28:9
由质量比可见,铁球减少的质量大,反应后铝球的质量比铁球大,则拿掉烧杯后,要使杠杆仍然平衡,所以支点应向N移动,故此项正确.
故选:D.
A、反应开始后,铁球表面产生气泡的速率较快,说法错误,因为铝和金属活动性大于铁;
B、铁球和铝球的外形变化不大且无孔洞出现,说明金属都有剩余,而硫酸完全反应,故生成的氢气相等.故“最终右边烧杯中产生的氢气比左边烧杯多”,说法错误.
C、等质量的硫酸,消耗的铁比铝的质量大,故“取出金属球后,左边烧杯的质量比右边烧杯的质量小”,说法错误.
D、通过化学方程式可算出铁球和铝球减少在的质量比.
解:设消耗的铁和铝的质量分别为x、y,硫酸的质量为100g,质量分数为a%,则:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑; 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
56 98 54 294
x 100g×a% y 100g×a%
即:
| 56 |
| x |
| 98 |
| 100g×a% |
| 54 |
| y |
| 294 |
| 100g×a% |
解得:x=
| 56a |
| 98 |
| 54a |
| 294 |
故消耗的铁和铝的质量之比为:
| 56a |
| 98 |
| 54a |
| 294 |
由质量比可见,铁球减少的质量大,反应后铝球的质量比铁球大,则拿掉烧杯后,要使杠杆仍然平衡,所以支点应向N移动,故此项正确.
故选:D.
点评:杠杆或天平平衡问题经常出现在中考题在,解决这类题要根据反应条件准确判断物质质量的变化.
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