Question

向已调节到平衡的托盘天平上的甲、乙两烧杯中分别注入相同质量、相同质量分数的稀硫酸．再向甲中加入
m₁ g铝片，向乙中加入m₂ g锌粒．
①若m₁=m₂，且两金属完全溶解，则天平指针

 

；理由是

 

．
②若两烧杯中金属都有剩余，且指针不偏转，则m₁：m₂=

 

．
③若两烧杯中金属完全溶解，且指针不偏转，则m₁：m₂=

 

．

Answer 1

考点：金属的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：金属与金属材料

分析：①相同质量的锌和铝与相同质量相同质量分数的稀盐酸反应时，有三种可能：一种是金属过量稀盐酸不足；一种是稀盐酸过量金属不足；一种是一种金属过量；根据这三种不同的情况可以得出不同的结果．
根据锌、铝与稀硫酸反应的化学方程式，结合质量守恒定律和已知条件进行分析；
②若锌、铝均有剩余，则酸完全反应，氢气是金属置换出酸里的氢离子，故两边放出氢气的质量一样多．则考虑加入的金属质量．
③若锌、铝全部溶解，根据化学方程式计算出哪边产生的氢气多，哪边的物质质量就减少得多，则天平向另一边偏转；

解答：解：①若铝和锌都完全溶解，即稀盐酸过量金属不足；相同质量的锌和铝与盐酸完全反应时，铝反应产生的氢气比锌反应产生的氢气多，所以铝这一边轻；所以天平指针一定偏向锌的一方；
②若锌和铝均有剩余，则酸不足，酸完全反应，此时用来计算的是酸的量．两边消耗酸是一样的，所以放出氢气的质量一样，而天平的指针不偏转，则加入的锌和铝质量相等，故m₁：m₂=1：1．
③铝、锌都完全溶解，则硫酸过量，此时铝产生氢气更多，而指针不偏转，即生成的氢气质量相等，则根据化学方程式进行计算：假设生成的氢气质量都为2g，则：
2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
54                      6
m₁ 2g
则

54

m1

=

6

2g

，解得m₁=18g．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，
65              2
m₂              2g
则

65

m2

=

2

2g

，解得m₂=65g．则m₁：m₂=18：65
故答案为：①一定偏向锌的一方；相同质量的锌和铝与盐酸完全反应时，铝反应产生的氢气比锌反应产生的氢气多，所以铝这一边轻．     ②1：1．     ③18：65．

点评：天平平衡问题是初中化学中的难点，在天平中增加的质量等于加入的质量减去产生的气体的质量．