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金属与酸反应的应用

托盘天平两端的烧杯中各盛有等质量等浓度的稀硫酸,调节天平平衡,再向左、右两个烧杯中分别加入质量相等的铁和锌,若最终天平仍保持平衡,可能的情况是(    )

  • A.铁过量,锌消耗完
  • B.锌过量,铁消耗完
  • C.两种金属不可能都过量
  • D.两烧杯中的酸均过量

答案

正确答案:A

知识点:金属与酸的反应  

解题思路

天平两边加入金属和酸的量均相等,天平偏转情况:
(1)天平首先偏向放出氢气较慢的一侧,即金属活动性较弱的一侧。
(2)天平最终偏转情况:
①若放出氢气的质量相同,天平最终平衡。
②若放出氢气的质量不同,天平最终偏向放出氢气较少的一侧。
若最终天平仍保持平衡,说明产生氢气的质量相等,即消耗硫酸的质量相等。
可分情况讨论:
①两种金属均过量。
此时相当于等质量等浓度的酸与足量的金属反应,产生氢气的质量由酸决定,即两端产生的氢气质量相等,天平最终平衡,符合题意,故C错误。
②一种金属恰好消耗完,另一种金属过量。
等质量的Zn和Fe完全参与反应,根据氢气质量为(其中,a代表金属在生成物中的化合价数,m代表金属的质量,Ar代表金属的相对原子质量)可知,产生氢气的质量关系为ZnFe,再根据生成的氢气来源于酸可知,二者消耗酸的关系也为ZnFe。对于等质量的Zn和Fe分别于等质量等浓度的稀硫酸反应,一定是Zn恰好消耗完,而与Fe反应的酸不足,即Fe过量。因为二者与酸反应最终都将酸完全消耗,且提供的酸是等质量等浓度的,所以最终产生氢气一样多,即天平最终仍然平衡,符合题意,故A正确,B错误。
③两种金属均消耗完(即酸均过量)。
此时相当于等质量的金属与足量的酸反应,产生氢气的质量由金属决定。根据氢气质量为(其中,a代表金属在生成物中的化合价数,m代表金属的质量,Ar代表金属的相对原子质量)可知,等质量的Zn和Fe产生氢气的质量关系为ZnFe,最终天平不会平衡,故D错误。
综上所述,只有A符合题意,故选A。

易错点

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