Question

有一置于水中用特殊材料制成的密閉容器，氣體分子可以通過(guò)該容器的器壁，而液體和固體則不能通過(guò)，容器質(zhì)量為lg，體積為0.04L、容器內(nèi)盛有32.5g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的稀硫酸，如果向其中加入鋅粒，要想保持容器在水中不沉底，則鋅粒的質(zhì)量最大不能超過(guò)多少？

Answer 1

【答案】分析：要使容器在水中不下沉，容器和它內(nèi)部的物質(zhì)產(chǎn)生的重力最大不能超過(guò)水對(duì)容器的浮力F，即：
[m（容器）+m（硫酸）+m（鋅粒）-m（氫氣）]×g=F浮
由鋅與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可以得到m（鋅粒）與m（氫氣）的質(zhì)量關(guān)系，代入上面的式子，即可計(jì)算出m（鋅粒）．
解答：解：設(shè)加入的鋅粒的質(zhì)量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑△m
65             2     63
x                   
所排開(kāi)水的重量為ρVg=1g/mL×0.04L×1000mL/L×g=40×g．
由于懸浮，是重力等于浮力．
（+32.5+1）×g═40×g
即（+32.5+1）═40
得：m═6.71g
答：加入鋅粒的質(zhì)量最大不能超過(guò)6.71g．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算，由于涉及密度和浮力，因此難度較大．