中考化学专题复习-金属和金属材料

中考化学专题复习-天平问题常见问题类型和解法的探索问题类型1 :平衡天秤两托盘上的烧杯中加入同体积同质量分率的稀盐酸或稀硫酸，两烧杯中各加入一个同质量不同的金属，反应结束后，分析金属或酸的馀量，产生H2的量和天秤平衡。例1.(2004年曲靖市试验化学问题)在皿天平的两盘上放上烧杯，分别注入溶质质量点数和体积相等的稀硫酸，调整了平衡。 向左和右两个烧杯中分别投入质量相等的锌粒和铝粒(参见图)。 充分反应后，铝有剩馀，锌没有剩馀。 下面的表达不正确的是()a .右烧杯产生的氢气可能比左烧杯多b .左烧杯中产生的氢气可能比右烧杯多c .天秤的针可能指向刻度盘的中央d .天秤的针不会向右偏解析：为了容易计算，将硫酸溶液中的溶质H2SO4设为98g、Zn、AI质量设为mg。 由于AI有剩馀，右烧杯的H2SO4完全消耗的Zn少，左烧杯的Zn完全消耗。 有：znh2so4=znso4h 2，2 al3h2so4=al2(so4)3h 265 98 2 54 398 6毫克(98m/65 )克(2m/65 )克18g 98g 2g左右的增加量为m左=mg(2m/65 ) g=(63m/65 ) g，m右=(m-2)g。讨论内容：在m18的情况下，右烧杯的PS完全消耗，不符合问题当m65时，左烧杯的Zn完全反应消耗了H2SO4的质量大于98g，不符合设定的情况m=65时，左烧杯中的Zn与H2SO4完全反应，右烧杯中的Al过剩量从65g到18g=47g，H2SO4完全消耗。 有m左=m右，两烧杯产生的氢气同样多，即天平保持平衡，指针指向刻度盘的中间在18mm右，从右烧杯的Al产生的氢比从左烧杯的Zn产生的氢多，指向索引表的左侧。 由此可见，本题选择了b。把质量和体积相同的铁球和铝球挂在杆的两端这个时候操纵杆很平衡。 把两球分别浸泡在质量相同、溶质的质量中分数也是一样的稀硫酸中(右图所示)，两个烧杯中没有直到气泡产生为止。 两球的外形没有很大变化，也没有洞。 以下据推测，正确的是()a、铁球一定是中空的b、取烧杯后，杆也保持了平衡(忽略附着在金属球上的液体，以下相同)。c、取烧杯后，为了平衡杠杆，支点必须移动到nd，取烧杯后，为了平衡杠杆，支点必须移动到m想法着眼于这个问题，通过杠杆是否平衡来表现金属和酸的反应引起的质量变化，暗示杠杆(或天平)平衡本身质量相等的方程式关系。即，m金属- mH2=m 金属- mH2金属和酸的反应需要判断金属是过剩还是酸过剩。 问题是问题的铁、铝过剩，产生的氢相同，即铁溶解的质量比铝溶解的质量大，为了平衡杠杆，支点必须移动到n处。 答案是点击交流。总结：1 .等质量的Mg、Zn、Fe三种金属任意组合2种后，分别加入平衡天平两侧的同体积同质量分率的稀盐酸或稀硫酸中，充分反应后：如果天平保持平衡，指针就指向中间。 当天保持平衡，左右净增量相等，产生氢的质量相等，两侧的酸不一定消耗残留。 两种金属中至少有一种金属残留过剩。 耦合方程式中，原子质量(用m表示，以下相同)小的金属一定有馀数，m大的金属可能有馀数，也可能正在消耗。天平的平衡一旦失去，针只会偏向放m大的金属的一侧。 当天平均失去平衡，左右净增量不相等，即产生氢的质量不相等，可分为两种情况两种金属完全消耗酸过剩，当时消耗的两种金属质量相同，结合方程可以分析m大的金属氢少。等质量的酸所消耗的m大的金属的质量远大于所消耗的m小的金属的质量，因此m大的金属完全被消耗，酸残留，m小的金属残留，酸也有可能被完全消耗，在这种情况下，m大的金属产生的氢气也很少。2 .等质量的Al和Mg或Fe或Zn分别加入到平衡天平两侧的同体积同质量分率的稀盐酸或稀硫酸中，充分反应后：如果天平保持平衡，指针就指向中间。 产生的氢的质量相等，两侧的酸必定消耗而不残留。 耦合方程式和酸反应，显示3价的Al一定有剩馀，Mg、Fe、Zn可能有剩馀，也许正在消耗。天平不平衡时，指针只偏向PS、PS和PS的一侧。 有两种情况：两种金属完全消耗酸过剩，当时消耗的两种金属质量相同，可以结合方程分析Al产生的氢多。等质量的酸消耗的Mg、Fe和Zn的质量远大于Al的质量，因此Mg、Fe和Zn完全消耗，酸残留，Al残留，酸也有可能完全消耗，这种情况下，Al产生的氢也很多。问题类型2 :平衡天平两托盘上的烧杯中充分加入同等体积同质量的稀盐酸或稀硫酸，在两烧杯中分别加入1种或多种不同的物质，要求维持天平平衡，确定所加入的物质的质量。例3 .如下图所示，在托盘天平的两盘中放入足够的量稀盐酸烧杯调节天平以保持平衡。 左碟子烧杯和PS在MgCO3的混合物、右皿烧杯中加入Mg和MgO的混合物以MgCO3和MgO的质量比21:10充分反应后，用天平测定时如果最终保持平衡，添加的Al和Mg的质量比就要_ _ _ _ _ _ _。解析：从问题知道盐酸量，左、右两烧杯中的物质全部消耗了。 左烧杯中Al、MgCO3和盐酸分别放出H2、CO2，右烧杯中Mg、MgO和盐酸的反应只有Mg和盐酸的反应放出H2。 两烧杯中的物质反应后，质量减轻了，但天平最终保持了平衡，显示左右烧杯中的物质的重量相同。 即，m(MgCO3-CO2) m(AI-H2)=m(MgO) m(Mg-H2)。 设添加的Al的质量为a，Mg的质量为b，则如下MGC o3 co 2m2al3 h 2、MGMh 2、m84 44 40 54 6 48 24 2 2221 10 a 48a/54 b 22b/24为了解除a/b=33/32，AI和Mg的质量比为33:32。总结：对于这样的问题，首先假设添加物质的质量，用“差分法”计算左右两侧的溶液增加的质量，最后从溶液增加的质量相等的情况来解决。如例4、右图所示，在托盘天秤的两个盘子上各放置一个烧杯分别加入了等量的稀盐酸，天平平衡。 朝左在烧杯中加入ng镁粉，在右烧杯中加入ng铝和氧氧化铝的混合物，充分反应后，如果天平平衡的话混合物中的铝元素和氧元素的质量比是_ _ _ _ _ _ _ _。想法集中在这个问题上是天平平衡的计算。 稀盐酸有足够的量，所以为了保持天平的平衡，镁粉和铝粉产生的氢的质量必须相等。把ng镁粉和稀盐酸反应产生的氢气的质量设为x。 原则：PS2PS=PS L2 H224 2PS PSx=g如果将混合物中铝粉的质量设为y2al6HCl=2ALC l33 H254 6PSy=g即，将混合物中铝的质量设为g，将氧化铝的质量设为g铝、氧元素的质量比=152答案点152例5、在托盘天秤的左右两托盘上各放置一个烧杯来调整平衡，向烧杯中分别注入质量相等、溶质的质量分数相同的稀硫酸，然后在两烧杯中分别加入相同质量的铜铝合金和镁合金，两烧杯的物质完全反应后，天秤平衡A. 3:1B. 2:1 C. 3:4D. 2:3分析：这个主题结合化学反应和托盘天平的平衡。 两盘酸和金属的质量相等，完全反应，天平还保持平衡后就会产生氢。 由氢的质量求出反应的铝和镁的质量，再求出铜的质量。设产生的氢气的质量为2g，则可以如下计算铝和铜的质量比是18:6=3:1。总结：对于这样的问题，首先假设添加物质的质量，用“差分法”计算左右溶液的增加质量，最后从溶液的增加质量相等来解决。例6 .在天秤左右的托盘上，放置装满了等质、等质溶质的质量分率的稀硫酸的烧杯，平衡天秤后，在两个烧杯中加入铁和镁，为了保持天秤的平衡，求出加入的铁和镁的质量比。分析：由于硫酸充足，铁和镁参加了反应。 feh 2so4=feso 4h 2mgh 2so4=mgso 4h 2从化学方程式可以看出，影响天平两端质量变化的因素是添加的金属和生成的氢。分别加入铁和镁后，只有在当天平均两端增加的质量相同的情况下，天秤才能保持平衡。解：加入的铁和镁的质量分别为x、y (此时天平两端增加的质量均为a )。 Fe H2SO4=FeSO4 H2增加的质量(差分) Mg H2SO4=MgSO4 H2增加的质量(差分)56 2 56-2=54 24 2 24-2=22x a y a56:54=x:a24:22=y:aa :酸充分时，加入的铁和镁的质量比为7781时，天秤保持平衡。问题类型3 :平衡天秤两托盘上的烧杯中加入足够的同体积同质量的稀盐酸或稀硫酸，两烧杯中各加入一个同质量不同的金属，根据天秤针的偏转状况，确定放入了哪种金属。例7 .在托盘天秤两侧放置烧杯，进行调节到平衡为止。 向两个烧杯中注入相同的体积、相同的体积加入质量分数充分的稀盐酸，分别左右烧杯子里有质量相等的铁和金属a。 产生气体时，天秤的针逐渐向左偏转(图1 )指针偏向一定角度后，缓慢向右偏转反应结束后，天秤的针指向右端(图2 )。 天秤右端的金属a可能是()PS PS解析：观察给定的选项，c项中Cu不与酸反应，a为Cu的话，指针总是向右偏。 在其他三个选项中，Zn、Mg、AI都比Fe活跃，与盐酸反应产生H2的速度比Fe快，气体产生时，指针偏于首先施加Fe的一侧。 指针向一定角度偏转后，逐渐向右偏转，最后指向右侧，说明Fe引起的H2质量大于金属a引起的H2质量。 另外，稀盐酸为充分量，金属全部反应，但从反应的方程式可知，同质量(设为mg )的Fe、Zn、mg、AI完全反应而产生的H2的质量分别为(2m/56)g、(2m/65)g、(2m/24 )g，(三米3m/27)g。 只有(2m/56)g(2m/65)g，添加的金属a只有Zn。 所以本问题选a。总结：1 .等质量的Mg、Zn、Fe三种金属任意组合2种后，分别加入平衡天秤两侧的同体积同质量分率的稀盐酸或稀硫酸时，活性强的金属与酸的反应引起的H2的发生率很快，天秤指针首先偏向活性弱的金属侧。 另外，由于酸足够，反应结束后两金属全部消耗，结合方程式分析了m大的金属产生的氢气少，指针偏向m大的金属的一侧。2 .等质量的AI和Mg或Fe或Zn分别在平衡天平的两侧加入同体积同质量的稀盐酸或稀硫酸，天平针首先向活性相对弱的金属侧偏转，反应结束后，针向Mg或Fe或Zn侧偏转。3 .等质量的Cu和AI或Mg或Fe或Zn分别除了平衡天秤两侧的同体积同质量分率的稀盐酸或稀硫酸之外，还由于Cu与酸不反应，因此天秤指针总是偏向Cu侧。天秤主题练习均衡的问题1、在托盘天秤的两个托盘上放置烧杯，分别放入足够量的稀盐酸，保持天秤平衡。 在左烧杯中加入10g金属锌，在右烧杯中加入10g金属镁，反应停止后天秤的针方向为()a .索引表的左侧b .索引表的中央c .索引表的右侧d .有三种情况2 .在天秤的两个托盘上各放一个烧杯，烧杯中放入了足够的盐酸。 天秤保持着平衡。 如果一边投入少量的锌粒，一边投入相同质量的铁粉，两者完全溶解后，成为天平指针()a .一边向装有锌粒的烧杯偏向，一边向装有铁粉的烧杯偏向，d .不能判断3、在天秤两托盘的烧杯中分别以相同的质量加入充分的稀硫酸，调整天秤的平衡，在两烧杯中分别加入相同质量的Mg和Zn，烧杯的Mg和Zn反应结束后，天秤的指针()a、还留在原来的位置b上，无法阻止c，偏于Zn的边d、偏于Mg的边4、托盘天平调平后，在托盘天平上放置质量相同的烧杯，在烧杯中加入质量分数相同的硫酸溶液，在左皿烧杯中加入铝粉2.5克，在右皿烧杯中加入铁粉2.5克，充分反应后，两烧杯中有固体残渣时a .左盘重b .右盘重c .平衡d .无法判断5、在天秤两侧的托盘上，各放置一个相同质量的烧杯，分别注入相同质量的稀硫酸，保持天秤的平衡，向一个烧杯中投入