Question

5．在天平的左右两边分别放有等质量的烧杯，在左边的烧杯中加入100克9.8%的稀硫酸，在右边的烧杯中加入100克7.3%的稀盐酸，调节天平至平衡，接着向左边烧杯中加入ag镁，右边烧杯中加入bg铝，充分反应后天平仍然平衡，则a、b的关系正确的是（　　）

• A． a=b≥2.4g
• B． a=b≥1.8g
• C． a=2.4g，b=1.8g
• D． a＜2.4g，b＜1.8g

Answer 1

分析 此题属于金属与酸的反应的讨论题，解题时要分两种情况分析，但不管那种情况则一定符合两烧杯反应前后质量差相等：①金属过量则按酸量计算生成氢气的质量．②酸过量金属没有剩余，则按必须满足两烧杯中加入金属质量减去逸出H₂的质量差相等，然后利用化学方程式的计算解决问题即可．

解答 解：第一种情况：根据金属过剩，按酸反应完全计算，加入金属质量应符合以下要求：
  2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
2×27  3×98              6
1.8g 100g×9.8%          0.2g
  Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
  24  73         2
2.4g 100g×7.3% 0.2g
100g 9.8%的硫酸至少需要1.8g铝粉参加反应，才能生成0.2g H₂
要产生0.2g H₂，至少需要2.4g镁参加反应，考虑天平平衡a=b≥2.4g，所以A正确．
第二种情况：酸过剩，金属反应完全，要使天平平衡，必须满足两烧杯中加入金属质量减去逸出H₂的质量差相等，则：
2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
2×27                   6
ag                   $\frac{6a}{2×27}$g
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24             2
bg            $\frac{2}{24}$bg
天平平衡必须满足a-$\frac{6a}{2×27}$g=b-$\frac{2}{24}$bg
则$\frac{a}{b}=\frac{1.65}{1.6}$
故选A．

点评 此题是一道天平问题的考查题，解题的关键是对天平平衡原因的分析，是一道训练学生思维的好题，但题目难度较大，一般会在竞赛题中出现．