Question

在質(zhì)量相等的兩個燒杯里，分別加入體積相同，濃度同為3mol/L的硫酸溶液，置于托盤天平上，并使天平保持平衡．然后，在天平左盤的燒杯里加入10.8gAl，在右盤的燒杯里加入10.8gMg．當反應(yīng)完畢時，天平的平衡將發(fā)生哪些變化？試通過計算和分析加以論證．

Answer 1

答案：
解析：

答案： (1)當加入時，Mg、Al均過量，不足量的硫酸全部反應(yīng)完畢，生成的質(zhì)量相同，天平繼續(xù)保持平衡． (2)當加入時，Mg、Al均不足量，將全部反應(yīng)完畢，10.8gAl放出1.20g，10.8gMg放出90g，天平失去平衡，加入Al的天平盤一端上升，加入Mg的天平另一端下沉． (3)當加入硫酸溶液體積：時，Mg不足量，10.8gMg全部反應(yīng)完畢放出氫氣0.90g；Al是過量的，反應(yīng)后Al仍有剩余，Al跟硫酸產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為：，所以，天平也將失去平衡，加入Al的天平盤一端逐漸上升，加入Mg的天平盤另一端逐漸下降． 兩個燒杯的質(zhì)量相等，兩個燒杯里的硫酸溶液質(zhì)量相等，硫酸溶液內(nèi)所含硫酸溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等，在兩燒杯里加入的Mg、Al質(zhì)量也相等，當反應(yīng)完畢時，天平能否繼續(xù)保持平衡，取決于兩燒杯里金屬跟稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)時放出氫氣的質(zhì)量是否相等．當硫酸不足量時，放出氫氣的質(zhì)量相同，天平保持平衡；當硫酸過量時，放出氫氣的質(zhì)量不同，天平失去平衡，本題中只給出硫酸溶液的濃度是3mol/L．沒有給出硫酸溶液體積的具體數(shù)值，何時硫酸不足量，何時硫酸過量，決定于硫酸溶液的體積．由此可見，算出10.8gAl消耗3mol/L硫酸溶液的體積()，10.8gMg消耗3mol/L硫酸溶液的體積()，以及它們分別產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量和，是分析和論證本題的關(guān)鍵． 　 　 上述計算表明：當在兩燒杯中加入3mol/L硫酸溶液小于0.15L時，硫酸是不足量的，Al、Mg兩種金屬都過量，硫酸全部反應(yīng)完畢，兩燒杯里產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相等，天平保持平衡．當在兩燒杯中加入硫酸溶液(3mol/L)大于0.20L時，硫酸是過量的，10.8g的Mg、Al兩種金屬都反應(yīng)完畢，加入Al的燒杯中產(chǎn)生氫氣1.20g，加入Mg的燒杯中產(chǎn)生氫氣0.90g，天平失去平衡． 解法(1)當加入時，Mg、Al均過量，不足量的硫酸全部反應(yīng)完畢，生成的質(zhì)量相同，天平繼續(xù)保持平衡． (2)當加入時，Mg、Al均不足量，將全部反應(yīng)完畢，10.8gAl放出1.20g，10.8gMg放出90g，天平失去平衡，加入Al的天平盤一端上升，加入Mg的天平另一端下沉． (3)當加入硫酸溶液體積：時，Mg不足量，10.8gMg全部反應(yīng)完畢放出氫氣0.90g；Al是過量的，反應(yīng)后Al仍有剩余，Al跟硫酸產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為：，所以，天平也將失去平衡，加入Al的天平盤一端逐漸上升，加入Mg的天平盤另一端逐漸下降．

提示：

本題對3mol/L的硫酸溶液體積沒有界定，需根據(jù)10.8gMg、10.8gAl完全反應(yīng)時，計算出所需硫酸溶液的體積，才能找出硫酸不足量和過量的具體數(shù)值，劃定取值范圍，分別進行論證．