Question

兩個燒杯中各放入相同體積的3 mol·L^-1H₂SO₄，置于天平的兩個托盤上；調(diào)節(jié)天平，使達到平衡；向一個燒杯中加入10.8 g鋁，向另一個燒杯中加入10.8 g鎂．問反應完畢后，天平可能發(fā)生怎樣變化？試根據(jù)計算說明．

 

Answer 1

答案：
解析：

解析：2Al　+  3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2↑ 　　 2×27 g　 3 mol　　　　　　　6 g 　　10.8 g　　 3×V1　　　　　　　m1(H2)=1.2 g　V1=0.2L 　　Mg　+　H2SO4====MgSO4+H2↑ 　　24　　 1 mol　　　　　　 2g 　　10.8 g　3×V2　　　　　　 m2(H2)=0.9 g　V2=0.15 L 如果以消耗的H2SO4計算產(chǎn)生的H2： H2SO4　～　H2　　　　　　　H2SO4　～　H2 1mol　　　2 g　　　　　　　1 mol　　2 g 3×0.2 mol m1(H2)=1.2 g　　　3×0.15 mol m2(H2)=0.9 g 顯然要用反應消耗H2SO4溶液(3 mol·L-1)的體積數(shù)值V(mL)來劃界，如下圖所示： 討論：①當3 mol·L-1H2SO4的V＜150 mL時，Al、Mg均過量H2SO4為不足量，所產(chǎn)生的H2的質(zhì)量完全由消耗H2SO4的體積而定，此時消耗等量的H2SO4放出等量的H2．天平在反應后仍平衡． ②當3 mol·L-1H2SO4的V=150 mL時，Al過量，3×0.15 mol H2SO4參加反應產(chǎn)生0.9 g H2，此時Mg正好與酸反應完全生成0.9 g H2，天平仍平衡． ③當3 mol·L-1H2SO4處于：150＜V＜200，Al過量，消耗酸的體積大于150 mL小于200 mL，產(chǎn)生H2在0.9～1.2 g之間，Mg為不足量，它最多只產(chǎn)生H2 0.9 g，此時加Al的燒杯的H2放出大于0.9 g，這邊的托盤輕些，向上． ④當3 mol·L-1的H2SO4的V=200 mL時，Al正好反應完，產(chǎn)生H21.2 g，而Mg僅產(chǎn)生0.9 g H2，顯然天平狀態(tài)同③． ⑤當3 mol·L-1H2SO4　V＞200 mL時，H2SO4過量，Mg、Al均為不足量，但Al生H2 1.2 g，Mg生H2 0.9 g，仍同③． 上述①②合并，③④⑤合并．結(jié)論只兩個： (i)V(H 2SO4)≤150 mL，天平平衡． (ii)V(H2SO4)＞150 mL，天平傾斜，加鋁的這邊的托盤向上． 歸納：處理類似天平平衡問題設計的化學計算要掌握討論法和使用解題技巧，用討論法解這類題目，既能避免漏解，又能鍛煉養(yǎng)成思維的縝密性和整體性．