Question

在天平的兩個托盤上分別放兩個盛有相同濃度、相同體積的稀硫酸的燒杯，調節天平平衡，然后向兩燒杯中分別加入相同質量（wg）的鋅和鐵，原來平衡的天平有何變化？為什么？

Answer 1

分析：本題可利用燒杯中反應前后的質量差來判斷天平是否平衡，則需要根據金屬與酸反應的化學方程式來計算生成的氣體的質量，然后用反應前的質量和-氣體的質量═反應后燒杯中的質量，若二者相等，則平衡．

解答：解：因相同濃度、相同體積的稀硫酸，則質量相等，相同質量（wg）的鋅和鐵，則反應可能存在三種情況：
（1）若酸不足，金屬足量，則由M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑，酸完全反應，產生等量的氣體，則由酸的質量+金屬質量-氣體的質量═反應后燒杯中的質量，兩個反應的質量差相等，天平平衡．
（2）若酸足量，金屬均不足，則設鋅與酸反應生成的氣體為X克，鐵與酸反應生成的氣體為Y克，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
65              2    56             2
wg              X    wg             Y

65

2

=

wg

X

，

56

2

=

wg

Y

解得X═

2wg

65

，Y═

2wg

56

，
顯然鐵與酸產生的氣體多，由酸的質量+金屬質量-氣體的質量═反應后燒杯中的質量，
與鐵反應的燒杯一端質量小，天平不平衡，有金屬鋅的燒杯一端下沉．
（3）鋅完全反應而鐵剩余時，由于酸中的氫元素，對應鋅的是完全轉化為氫氣，而鐵對應的酸中的氫元素只是部分轉化為氫氣跑掉，所以導致鐵一側沉，向鐵一側傾斜．
故答案為：
（1）若酸足量，金屬均不足，天平平衡；
（2）若酸足量，金屬均不足，有金屬鋅的燒杯一端下沉；
（3）鋅完全反應而鐵剩余時，向鐵一側傾斜

點評：本題很難，學生對于該問題的分析可能不全面，應注意在習題中條件不是很明確的前提下，要分情況來討論．