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^-1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、4.6g Na     4.8g Mg
• B、5g Na      5g Al
• C、2.3g Na      2.4g Mg
• D、1.8g Al      2.4g Mg

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專(zhuān)題：

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
溶液增加的質(zhì)量不同，天平不能保持平衡，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，溶液增加的質(zhì)量不同，天平不能保持平衡，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
溶液增加的質(zhì)量相同，天平能保持平衡，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
溶液增加的質(zhì)量不同，天平不能保持平衡，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬與酸或水的反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算，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)，題目難度中等．