Question

在保持平衡的天平的左右兩盤(pán)中各放一只大小和質(zhì)量均相同的燒杯，兩燒杯中都盛有1mol/L的稀硫酸100mL，然后分別向兩燒杯中加入一定質(zhì)量的金屬，充分反應(yīng)后天平仍保持平衡，則金屬的質(zhì)量分別是（ ）
A．4.6gNa，4.8gMg
B．5gNa，5gAl
C．2.3gNa，2.4gMg
D．1.8gAl，2.4gMg

Answer 1

【答案】分析：向兩燒杯中分別加不同質(zhì)量的兩種金屬，充分反應(yīng)后，天平仍保持平衡，說(shuō)明加入金屬的質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量差相等，即加入金屬反應(yīng)后燒杯內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量增加值相等．由于金屬和硫酸的量都知道，可分別寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式或關(guān)系式，需先判斷誰(shuí)過(guò)量，按不足量利用差量法計(jì)算．
解答：解：硫酸溶液中氫離子物質(zhì)的量為：n（H⁺）=1mol/L×0.1L×2=0.2mol，這些氫離子完全反應(yīng)消耗金屬鈉、鋁和鎂的質(zhì)量分別為：
2Na～2HCl
46g    2mol
m（Na） 0.2mol
m（Na）=46g×0.2mol/2mol=4.6g，
2Al～6HCl
54g   6mol
m（Al） 0.2mol
m（Al）=54g×0.2mol/6mol=1.8g，
Mg～2HCl
24g   2mol
m（Mg） 0.2mol
m（Mg）=24g×0.2mol/2mol=2.4g，
A、由以上計(jì)算可知，鈉完全反應(yīng)，鎂過(guò)量，按不足量計(jì)算差量：
2Na～H₂ △m       
4.6g  0.2g     4.4g
 Mg～H₂ △m   
4.8g 0.2g     4.6g
故A錯(cuò)誤；
B、由以上計(jì)算可知，鈉、鋁過(guò)量，按不足量計(jì)算差量：
2Na～H₂ △m       
5g  0.2g       4.8g
2Al～3H₂ △m  
5g   0.2g     4.8g
同時(shí)要注意，過(guò)量的鈉會(huì)與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，故鈉的△m小于4.8g，故B錯(cuò)誤；
C、由以上計(jì)算可知，鈉、鎂完全反應(yīng)，按不足量計(jì)算差量：
2Na～H₂ △m       
2.3g 0.1g    2.2g
 Mg～H₂ △m   
2.4g  0.2g    2.2g
故C正確；
D、由以上計(jì)算可知，鋁、鎂與酸恰好完全反應(yīng)：
2Al～3H₂ △m  
1.8g  0.2g   1.6g
Mg～H₂ △m   
2.4g 0.2g    2.2g
故D錯(cuò)誤．
故選C．
點(diǎn)評(píng)：有關(guān)涉及托盤(pán)天平平衡的計(jì)算題，是高考�？碱}例．要正確書(shū)寫(xiě)出相應(yīng)的方程式，先判斷誰(shuí)過(guò)量，按不足量根據(jù)差量法進(jìn)行相關(guān)計(jì)算．做題時(shí)要注意：活潑金屬能與水反應(yīng)的，還因考慮金屬與水的反應(yīng)．