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(diào)節(jié)天平平衡，然后向兩燒杯中分別加入相同質(zhì)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(yīng)前后的質(zhì)量差來判斷天平是否平衡，則需要根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的化學(xué)方程式來計算生成的氣體的質(zhì)量，然后用反應(yīng)前的質(zhì)量和-氣體的質(zhì)量═反應(yīng)后燒杯中的質(zhì)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(zhì)量相等，相同質(zhì)量（wg）的鋅和鐵，則反應(yīng)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(yīng)，產(chǎn)生等量的氣體，則由酸的質(zhì)量+金屬質(zhì)量-氣體的質(zhì)量═反應(yīng)后燒杯中的質(zhì)量，兩個反應(yīng)的質(zhì)量差相等，天平平衡．
（2）若酸足量，金屬均不足，則設(shè)鋅與酸反應(yīng)生成的氣體為X克，鐵與酸反應(yīng)生成的氣體為Y克，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，F(xiàn)e+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(chǎn)生的氣體多，由酸的質(zhì)量+金屬質(zhì)量-氣體的質(zhì)量═反應(yīng)后燒杯中的質(zhì)量，
與鐵反應(yīng)的燒杯一端質(zhì)量小，天平不平衡，有金屬鋅的燒杯一端下沉．
（3）鋅完全反應(yīng)而鐵剩余時，由于酸中的氫元素，對應(yīng)鋅的是完全轉(zhuǎn)化為氫氣，而鐵對應(yīng)的酸中的氫元素只是部分轉(zhuǎn)化為氫氣跑掉，所以導(dǎo)致鐵一側(cè)沉，向鐵一側(cè)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(yīng)而鐵剩余時，向鐵一側(cè)傾斜

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