Question

在托盤天平的兩盤上各放一質量相等的燒杯，燒杯中分別盛有100克9.8%的稀硫酸，向兩個燒杯中同時放入下列哪組物質，反應結束時，天平仍然保持平衡：（　　）

A、鎂和鋁各2克

B、鎂和鐵各4克

C、鋅和鐵各6克

D、鎂和鋅各8克

Answer 1

分析：如果酸過量金屬完全反應，則相同質量的不同金屬與同質量的酸反應后生成氣體的質量肯定不同，天平不能保持平衡；如果金屬過量酸完全反應，產生H₂的質量必相同，此時天平必保持平衡，可以據此求算出生成等質量的氫氣所消耗的金屬的質量，然后進行判斷即可．

解答：解：由題意可以知道只有在硫酸量不足的條件下才可能使天平依然平衡，其中硫酸的質量為：100g×9.8%=9.8g；
鐵、鋅、鎂和鋁與硫酸反應的化學方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑，2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑為了便于比較我們將該反應中的氫氣的化學計量數化為1，即為：

2

3

Al+H₂SO₄═

1

3

Al₂（SO₄）₃+H₂↑，由上述的化學方程式可以得出如下關系式：
Fe-Zn-Mg-

2

3

Al-H₂SO₄ -H₂↑
56    65   24    18     98     2
5.6g  6.5g 2.4g  1.8g  9.8g    0.2g
A、根據上述解答可以知道鎂和鋁各2g，此時硫酸對鋁過量，即生成氫氣的質量不等，所以反應完畢，天平不再平衡，故A錯誤；
B、根據上述解答可以知道鎂和鐵各4g，對于鐵來說硫酸過量，即生成氫氣的質量不等，所以反應完畢，天平不再平衡，故B錯誤；
C、根據上述解答可以知道鋅和鐵各6g，對于鋅來說硫酸過量，即生成氫氣的質量不等，所以反應完畢，天平不再平衡，故C錯誤；
D、根據上述解答可以知道鎂和鋅各8克，對于這兩種金屬來說硫酸的量不足，即硫酸完全反應，所以生成氫氣的質量相等，所以反應完畢，天平仍然平衡，故D正確．
故選D．

點評：解決天平平衡題或是天平偏向問題，主要就是比較反應前后燒杯中剩余物質的質量變化量，因為計算的是反應后燒杯中物質的總質量變化，所以常用查量法進行比較．