Question

在托盘天平的两盘上各放一质量相等的烧杯，烧杯中分别盛有100克9.8%的稀硫酸，向两个烧杯中同时放入下列哪组物质，反应结束时，天平仍然保持平衡：（　　）

A、镁和铝各2克

B、镁和铁各4克

C、锌和铁各6克

D、镁和锌各8克

Answer 1

分析：如果酸过量金属完全反应，则相同质量的不同金属与同质量的酸反应后生成气体的质量肯定不同，天平不能保持平衡；如果金属过量酸完全反应，产生H₂的质量必相同，此时天平必保持平衡，可以据此求算出生成等质量的氢气所消耗的金属的质量，然后进行判断即可．

解答：解：由题意可以知道只有在硫酸量不足的条件下才可能使天平依然平衡，其中硫酸的质量为：100g×9.8%=9.8g；
铁、锌、镁和铝与硫酸反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑，2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑为了便于比较我们将该反应中的氢气的化学计量数化为1，即为：

2

3

Al+H₂SO₄═

1

3

Al₂（SO₄）₃+H₂↑，由上述的化学方程式可以得出如下关系式：
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、根据上述解答可以知道镁和铝各2g，此时硫酸对铝过量，即生成氢气的质量不等，所以反应完毕，天平不再平衡，故A错误；
B、根据上述解答可以知道镁和铁各4g，对于铁来说硫酸过量，即生成氢气的质量不等，所以反应完毕，天平不再平衡，故B错误；
C、根据上述解答可以知道锌和铁各6g，对于锌来说硫酸过量，即生成氢气的质量不等，所以反应完毕，天平不再平衡，故C错误；
D、根据上述解答可以知道镁和锌各8克，对于这两种金属来说硫酸的量不足，即硫酸完全反应，所以生成氢气的质量相等，所以反应完毕，天平仍然平衡，故D正确．
故选D．

点评：解决天平平衡题或是天平偏向问题，主要就是比较反应前后烧杯中剩余物质的质量变化量，因为计算的是反应后烧杯中物质的总质量变化，所以常用查量法进行比较．