Question

有一置于水中用特殊材料制成的密闭容器，气体分子可以通过该容器的器壁，而液体和固体则不能通过，容器质量为lg，体积为0.04L、容器内盛有32.5g质量分数为40%的稀硫酸，如果向其中加入锌粒，要想保持容器在水中不沉底，则锌粒的质量最大不能超过多少？

Answer 1

解：设加入的锌粒的质量为x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑△m
65 2 63
x
所排开水的重量为ρVg=1g/mL×0.04L×1000mL/L×g=40×g．
由于悬浮，是重力等于浮力．
（+32.5+1）×g═40×g
即（+32.5+1）═40
得：m═6.71g
答：加入锌粒的质量最大不能超过6.71g．
分析：要使容器在水中不下沉，容器和它内部的物质产生的重力最大不能超过水对容器的浮力F，即：
[m（容器）+m（硫酸）+m（锌粒）-m（氢气）]×g=F浮
由锌与硫酸反应的化学方程式可以得到m（锌粒）与m（氢气）的质量关系，代入上面的式子，即可计算出m（锌粒）．
点评：本题主要考查有关化学方程式的计算，由于涉及密度和浮力，因此难度较大．