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

问题描述:

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

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(SO43+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(SO43+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
a
b
=
1.65
1.6

所以C符合要求
故选A、C
答案解析: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.
考试点:金属的化学性质;酸的化学性质.
知识点: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.