Question

托盘天平两盘上各放置一个质量相等的烧杯，烧杯内分别盛有100mL1mol/L的H₂SO₄溶液，若两只烧杯中分别加入下列各种物质，反应结束后天平仍保持平衡的是（　　）

• A、各0.05mol的镁和锌
• B、各0.1mol的钙和锌
• C、各1g的镁和铝
• D、各10g的镁和铝

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：金属和酸反应会放出氢气，加入金属与生成氢气的质量之差为托盘内质量增重，质量增重相等天平仍然平衡，结合方程式计算判断．

解答： 解：100mL1mol/L的H₂SO₄溶液中n（H₂SO₄）=0.1L×1mol/L=0.1mol，
Mg、Zn、Ca在反应中都表现+2价，反应为M+H₂SO₄=M₂SO₄+H₂↑，0.1molH₂SO₄完全反应需要Mg、Zn、Ca都是0.1mol，Al与硫酸发生反应2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，0.1molH₂SO₄完全反应需要n（Al）=

0.1mol×2

3

=

1

15

mol，
A.0.05mol的镁和锌都完全反应，硫酸过量，生成氢气质量相等，Zn的摩尔质量较大，故加入Zn一端，质量增大更多，加入Zn的一端下降，故A错误；
B.0.1mol的钙和锌与硫酸恰好反应，生成氢气质量相等，Zn的摩尔质量较大，故加入Zn一端，质量增大更多，加入Zn的一端下降，故B错误；
C.0.1molH₂SO₄完全反应需要Mg是0.1mol，其质量为0.1mol×24g/mol=2.4g，0.1molH₂SO₄完全反应需要n（Al）=

1

15

mol，其质量=

1

15

mol×27g/mol=1.8g，故1g的镁和铝都完全反应，硫酸有剩余，相同质量Al生成氢气较多，加入Mg的一端下降，故C错误；
D．由C中分析可知，各加入10g的镁和铝，金属过量，硫酸完全反应，生成氢气质量相等，两端质量增重相等，天平仍然保持平衡，故D正确；
故选D．

点评：本题考查混合物计算、根据方程式计算，难度中等，明确天平平衡原理是关键．