Question

14．已知一氢气球的球体质量为0.2千克，该气球匀速上升时携带着2.2千克的物体（氢气的密度为0.09千克/米³）．若采用金属与足量的稀硫酸反应制取氢气，待充分反应后，用制得的氢气来充灌该大气球，充灌时氢气的利用率只有90%，问需要金属锌（或镁或铁或铝）为多少千克？（ρ_空气=1.29千克/米³）

Answer 1

分析 根据物体漂浮原理确定充气的体积，进而确定氢气的质量，最后根据对应的化学方程式求算需要的锌的质量．

解答 解：设需要充的氢气的体积为x，根据物体漂浮时所受重力和浮力相等可得
ρ_空气xg=（ρ_氢气x+0.2kg+2.2kg）g（g为重力常数，而非质量单位g）
可得ρ_空气x=ρ_氢气x+0.2kg+2.2kg
x=2m³．
则氢气的质量为ρ_氢气x=0.09kg/m³×2m³=0.18kg
充灌时氢气的利用率只有90%，所以需要制备的氢气的质量为0.18kg÷90%=0.2kg
设需要的锌的质量为y
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65                        2
y                          0.2kg
$\frac{65}{2}$=$\frac{y}{0.2kg}$
y=6.5kg
答：需要金属锌（或镁或铁或铝）为6.5千克．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．