专题8天平平衡问题及计算.doc

一、天平平衡问题及计算 【例1】托盘天平两边放置等质量、等质量分数的稀硫酸、稀盐酸的烧杯，调节天平平衡，在两边分别加入等质量的铁粉，若天平仍保持平衡,则反应物中一定没有剩余的是 ；一定有剩余的是 ；可能有剩余的是 ；若天平推动平衡,则指针偏向盛有 (填硫酸或盐酸)的一边。 【分析】若使天平两端仍然保持平衡，则两端质量的净变化量（增重或减轻）应相等。本题中，天平两端产生的氢气质量应相等，因此两边的铁粉都已反应完，没有剩余；由方程式计算可知，此时反应消耗的硫酸的质量比盐酸的质量大，因此盐酸一定有剩余，而硫酸可能有剩余。 若天平不平衡，说明两边产生的氢气量不等，两边的铁就一定不会都反应完或者都没反应完，因此两边的酸可能都反应完了或者有一种已反应完，计算可知，此时盐酸反应产生的氢气多，指针就会偏向放出氢气少的那一边，即硫酸那边。 【例2】已调节平衡的托盘天平，两盘各放一个盛有等质量，等质量分数的足量的稀盐酸的烧杯，现在向左盘的烧杯中投入2.4g的镁，为了使天平保持平衡，应分别向右盘加入以下物质的质量各为多少？ ①炭粉，②铜银合金，③铁粉，④碳酸钙粉末。 【解析】左盘加入2.4g镁后产生了0.2g氢气，因此左盘的净增重为2.2g，欲使天平两边仍保持平衡，右盘的净增重也必须为2.2g。由于炭粉、铜银合金不反应，因此只要直接加入2.2g就行了。而铁粉、碳酸钙粉末能与稀盐酸反应产生气体，因此加入的铁粉、碳酸钙粉末的质量减去产生的气体的质量应当为2.2g，依次解得铁粉、碳酸钙粉末的质量分别为2.28g、3.93g。 【课堂练习1】在已调好零点的天平两边的托盘里，各放一质量相同的烧杯，烧杯中分别盛放质量分数相同、质量相同的稀硫酸，向左边烧杯中加mg锌，向右边烧杯中加mg铁，当反应停止后 （1）若天平保持平衡，且指针仍在“0”点，则 a.反应物中什么物质一定没有剩余？ b.什么物质一定有剩余？ c.什么物质可能有剩余？ （2）若天平两端失去平衡，则一定是盛放 的托盘一端下沉。 【课堂练习2】在已调平衡的托盘天平两边各放一个等质量的烧杯，向烧杯中各倒入质量相等、质量分数也相等的足量的稀硫酸，分别在左、右两盘的烧杯中同时放入等质量的金属粉末X、Y。观察到从反应开始后至反应结束托盘天平的指针始终偏向左边。则金属X、Y分别是 （ ） A．X ：Al Y：Fe B．X ：Zn Y：Fe C．X ：Zn Y：Al D．X ：Fe Y：Zn 二、混合物中某物质含量的测定： 【例3】某纯碱样品中含有少量氯化钠，现欲测定其中碳酸钠的质量分数，进行如下实验： 实验原理：Na2CO3十H2SO4==Na2SO4＋H2O ＋CO2↑ 通过实验测定反应产生的二氧 化碳的质量，即可求得原样品中 碳酸钠的质量，进而求得碳酸钠 在样品中的质量分数。 实验装置如右图： 实验步骤：①如图连接装置（除B、C外）并加入所需药品。 ②称量并记录B的质量（m1）。（称量时注意封闭B的两端。）③按动鼓气球，持续约1分钟。④连接上B、C。 ⑤打开分液漏斗F的活塞，将稀硫酸快速加入D中后，关闭活塞。⑥按动鼓气球，持续约1分钟。⑦称量并记录B的质量（m2）。（称量时注意封闭B的两端及E右端的出口。） ⑧计算。 （1）已知碱石灰的主要成分是氢氧化钙和氢氧化钠，则干燥管A的作用是 ，干燥管C的作用是 ，E装置的作用是 。步骤③中鼓气的目的是 ；步骤⑥中鼓气的目的是 。 （2）若所取样品的质量为5g，为确保实验顺利进行，分液漏斗F中至少要盛放10％的稀硫酸（ρ=1.07g/mL） mL，若m1为51.20g，m2为53.18g，样品中碳酸钠的质量分数为 。 【解答】（1）A的作用是除去空气中的酸性气体（或CO2），C的作用是防止空气中的二氧化碳和水分进入B装置，E的作用是除去二氧化碳中的水分。步骤③中鼓气的目的是排尽装置中的二氧化碳；步骤⑥中鼓气的目的是使反应产生的二氧化碳能全部被碱石灰吸收。 （2）43.2mL，95.4% 【课堂练习3】味精是厨房中一种重要的调味品，其中主要含谷氨酸单钠和食盐，标准规定“谷氨酸单钠含量≥80%，NaCl含量≤２０％”才符合标准。某学生欲测定某牌号的袋装味精中食盐的含量。 （1）下面是该学生所做的有关实验步骤，请填写所缺少的实验步骤②和④。 ①称取某牌号的袋装味精样品5.0g，并溶于蒸馏水；