Question

在天平两边的托盘上，各放一个烧杯，调节天平至平衡．向左边烧杯中注入100克9.8%的稀硫酸，右边烧杯中注入100克7.3%的稀盐酸，再向左边烧杯中加入a克铝粉，右边烧杯中加入b克镁粉，充分反应后，最终天平仍平衡，则a与b的关系理的是（　　）

• A、a=b≥2.4克
• B、a=b≥1.8克
• C、若a=1.65克，则b=1.6克
• D、若a=1.8克，则b=2.4克

Answer 1

分析：此题属于金属与酸的反应的讨论题，解题时要分两种情况分析，但不管那种情况则一定符合两烧杯反应前后质量差相等：①金属过量则按酸量计算生成氢气的质量．②酸过量金属没有剩余，则按必须满足两烧杯中加入金属质量减去逸出H₂的质量差相等，然后利用化学方程式的计算解决问题即可．

解答：解：第一种情况：根据金属过剩，按酸反应完全计算，加入金属质量应符合以下要求：
2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
2×27  3×98           6
1.8g  100g×9.8%        0.2g
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24       73     2
2.4g 100g×7.3%  0.2g
100g 9.8%的硫酸至少需要1.8g铝粉参加反应，才能生成0.2g H₂
要产生0.2H₂，至少需要2.4g镁参加反应，考虑天平平衡a=b≥2.4g，所以A正确．
第二种情况：酸过剩，金属反应完全，要使天平平衡，必须满足两烧杯中加入金属质量减去逸出H₂的质量差相等，则：
2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
2×27                   6
ag                    

6a

2×27

g
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24             2
bg            

2

24

bg
天平平衡必须满足a-

6a

2×27

g=b-

2

24

bg
则

a

b

=

1.65

1.6

所以C符合要求
故选A、C

点评：此题是一道天平问题的考查题，解题的关键是对天平平衡原因的分析，是一道训练学生思维的好题，但题目难度较大，一般会在竞赛题中出现．