在天平的两边托盘上各放一个等量的烧杯,然后在左边烧杯中放入a克镁粉,右边烧杯中放入b克铁粉,调节天平至平衡.再向左边烧杯中注入100克19.6%的稀硫酸,向右边烧杯中注入100克14.6%的稀盐酸,最终天平仍平衡,则a与b的关系合理的是( )
A.a=b
B.a=2b
C.若a=3则b=7
D.若a=7.8则b=12.3
稀硫酸中溶质质量=100g×19.6%=19.6g.
稀盐酸中溶质质量=100g×14.6%=14.6g
第一种情况:酸过剩,金属反应完全,由于天平先前处于平衡状态,所以加入酸后的平衡一定是氢气的质量相等所致.即金属完全反应时生成的氢气的质量相等,设氢气的质量为x
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑
24 2
ag x
=24 2
a=12x a x
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
bg x
=56 2
b=28xb x
=a b
=12x 28x 3 7
所以C符合要求
第二种情况:根据金属过量,按酸反应完全计算,加入金属质量应符合以下要求:
由于天平先前处于平衡状态,所以加入酸后的平衡一定是氢气的质量相等所致.即金属完全反应时生成的氢气的质量相等.所以反应掉的金属一定还是镁为4.8g,而铁为11.2g的关系.之后金属有剩余.
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑
24 98 2
4.8g 19.6g 0.4g
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 73 2
11.2g 14.6g 0.4g
100g 19.6%的硫酸至少需要4.8g镁粉参加反应,才能生成0.4g H2,
所以D选项a为7g镁有剩余,而铁为12.3g是有剩余的.
故选CD.