Question

2．已平衡的托盘天平的甲、乙两烧杯中分别注入等质量等浓度的稀硫酸，甲烧杯中加m₁g 铝片，在乙烧杯中加m₂g铁片．
若m₁=m₂，且两烧杯中金属都有剩余，则天平的指针不偏转，其理由因为生成氢气质量相等．
若m₁=m₂，且两烧杯中金属都完全溶解，则天平的指针向乙烧杯偏转，其理由是相同质量的铝和铁与酸反应时，铝产生氢气多．
若两烧杯中金属都完全溶解，天平的指针不偏转，则m₁：m₂=243：224．

Answer 1

分析 根据m₁=m₂，且两烧杯中金属都有剩余，所以稀硫酸完全反应，生成的氢气质量相等，所以反应后的天平指针不偏转进行分析；
根据相同质量的铁和铝与相同质量相同质量分数的稀硫酸反应时，铝生成的氢气多，所以甲烧杯减少的质量多，天平的指针向乙烧杯倾斜倾斜进行分析；
根据铝、铁都完全溶解，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，然后结合化学方程式为进行计算．

解答 解：m₁=m₂，且两烧杯中金属都有剩余，所以稀硫酸完全反应，生成的氢气质量相等，所以反应后的天平指针不偏转；
相同质量的铁和铝与相同质量相同质量分数的稀硫酸反应时，铝生成的氢气多，所以甲烧杯减少的质量多，天平的指针向乙烧杯倾斜倾斜；
铝、铁都完全溶解，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，所以
则根据化学方程式进行计算：假设溶液增加1g，则：
2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑  溶液增加
54                      6       48
m₁                               1g                     
$\frac{54}{{m}_{1}}$=$\frac{48}{1g}$
解得m₁=$\frac{9}{8}$g；
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑  溶液增加
56                      54
m₂                      1g
$\frac{56}{{m}_{2}}$=$\frac{54}{1g}$
解得m₂=$\frac{28}{27}$g
则m₁：m₂=（$\frac{9}{8}$）：（$\frac{28}{27}$）=243：224．
故答案为：不偏转，因为生成氢气质量相等；
向乙烧杯偏转，相同质量的铝和铁与酸反应时，铝产生氢气多；
243：224．

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．