Question

2．已平衡的托盤天平的甲、乙兩燒杯中分別注入等質量等濃度的稀硫酸，甲燒杯中加m₁g 鋁片，在乙燒杯中加m₂g鐵片．
若m₁=m₂，且兩燒杯中金屬都有剩余，則天平的指針不偏轉，其理由因為生成氫氣質量相等．
若m₁=m₂，且兩燒杯中金屬都完全溶解，則天平的指針向乙燒杯偏轉，其理由是相同質量的鋁和鐵與酸反應時，鋁產生氫氣多．
若兩燒杯中金屬都完全溶解，天平的指針不偏轉，則m₁：m₂=243：224．

Answer 1

分析 根據m₁=m₂，且兩燒杯中金屬都有剩余，所以稀硫酸完全反應，生成的氫氣質量相等，所以反應后的天平指針不偏轉進行分析；
根據相同質量的鐵和鋁與相同質量相同質量分數的稀硫酸反應時，鋁生成的氫氣多，所以甲燒杯減少的質量多，天平的指針向乙燒杯傾斜傾斜進行分析；
根據鋁、鐵都完全溶解，則硫酸過量，此時鋁產生氫氣更多，而指針不偏轉，即生成的氫氣質量相等，然后結合化學方程式為進行計算．

解答 解：m₁=m₂，且兩燒杯中金屬都有剩余，所以稀硫酸完全反應，生成的氫氣質量相等，所以反應后的天平指針不偏轉；
相同質量的鐵和鋁與相同質量相同質量分數的稀硫酸反應時，鋁生成的氫氣多，所以甲燒杯減少的質量多，天平的指針向乙燒杯傾斜傾斜；
鋁、鐵都完全溶解，則硫酸過量，此時鋁產生氫氣更多，而指針不偏轉，即生成的氫氣質量相等，所以
則根據化學方程式進行計算：假設溶液增加1g，則：
2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑  溶液增加
54                      6       48
m₁                               1g                     
$\frac{54}{{m}_{1}}$=$\frac{48}{1g}$
解得m₁=$\frac{9}{8}$g；
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑  溶液增加
56                      54
m₂                      1g
$\frac{56}{{m}_{2}}$=$\frac{54}{1g}$
解得m₂=$\frac{28}{27}$g
則m₁：m₂=（$\frac{9}{8}$）：（$\frac{28}{27}$）=243：224．
故答案為：不偏轉，因為生成氫氣質量相等；
向乙燒杯偏轉，相同質量的鋁和鐵與酸反應時，鋁產生氫氣多；
243：224．

點評 天平平衡問題是初中化學中的難點，在天平中增加的質量等于加入的質量減去產生的氣體的質量．