Question

在保持平衡的天平的左右两盘中各放一只大小和质量均相同的烧杯，两烧杯中都盛有1mol?L^-1的稀硫酸100mL，然后分别向两烧杯中加入一定质量的金属，充分反应后天平仍保持平衡，则金属的质量分别是（　　）

• 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

考点：化学方程式的有关计算

专题：

分析：向两烧杯中分别加不同质量的两种金属，充分反应后，天平仍保持平衡，说明加入金属的质量与生成氢气的质量差相等，即加入金属反应后烧杯内物质质量增加值相等．由于金属和硫酸的量都知道，可分别写出反应的化学方程式或关系式，需先判断谁过量，按不足量利用差量法计算．

解答： 解：硫酸溶液中氢离子物质的量为：n（H⁺）=1mol/L×0.1L×2=0.2mol，这些氢离子完全反应消耗金属钠、铝和镁的质量分别为：
 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、由以上计算可知，钠完全反应，镁过量，按不足量计算差量：
 2Na～H₂ △m
4.6g 0.2g  4.4g
Mg～H₂ △m
4.8g  0.2g   4.6g
溶液增加的质量不同，天平不能保持平衡，故A错误；
B、由以上计算可知，钠、铝过量，按不足量计算差量：
2Na～H₂ △m
5g    0.2g    4.8g
2Al～3H₂ △m
5g       0.2g   4.8g
同时要注意，过量的钠会与水反应产生氢气，故钠的△m小于4.8g，溶液增加的质量不同，天平不能保持平衡，故B错误；
C、由以上计算可知，钠、镁完全反应，按不足量计算差量：
2Na～H₂ △m
2.3g  0.1g      2.2g
Mg～H₂ △m
2.4g 0.2g       2.2g
溶液增加的质量相同，天平能保持平衡，故C正确；
D、由以上计算可知，铝、镁与酸恰好完全反应：
2Al～3H₂ △m
1.8g     0.2g   1.6g
Mg～H₂ △m
2.4g    0.2g    2.2g
溶液增加的质量不同，天平不能保持平衡，故D错误．
故选C．

点评：本题考查了金属与酸或水的反应的有关计算，要正确书写出相应的方程式，先判断谁过量，按不足量根据差量法进行相关计算．做题时要注意：活泼金属能与水反应的，还因考虑金属与水的反应，题目难度中等．