例3﹑天平两边托盘内各放一只相同的烧杯,烧杯内各盛足量的盐酸,若烧杯甲中放入5.6克铁,在烧杯乙中加入一定量的碳酸钙,充分反应,天平两边仍平衡,则所加碳酸钙的质量为﹙﹚
A﹑5.6克 B﹑5.4克 C﹑9.64克 D﹑10克
思路分析:由题意知,酸足量,则加入固体都能完全反应,要想天平平衡,则两边纯增加质量必须相等,即:5.6克铁减去生成氢气的质量等于碳酸钙的质量减去生成二氧化碳的质量,通过这一等量关系求解碳酸钙的质量。
解:设5.6克铁完全反应生成氢气的质量为x,向乙烧杯中加入碳酸钙的质量为y。
Fe ﹢ 2HCl = FeCl2 ﹢ H2↑
56 2
5.6克 x
﹦ x ﹦ ﹦0.2克
则甲烧杯纯增加质量为 5.6克-0.2克﹦5.4克
CaCO3 ﹢ 2HCl = CaCl2 ﹢ CO2↑ ﹢ H2O 纯增加质量
100 44 100﹣44
Y 5.4克
﹦ y﹦≈9.64克
答:向乙烧杯中碳酸钙的质量为9.64克,故选C。
例4﹑等臂杠杆AB两端各挂体积相等,质量相等的空心铜球和铁球,在水平位置平衡,将铜球铁球分别浸没在盛有硫酸铜溶液的烧杯中,则将发现(球体积变化忽略不计)﹙﹚。
A﹑杠杆A端下倾 B﹑杠杆B端下倾
C﹑杠杆仍在水平位置 D﹑杠杆A端下倾,B端下倾
思路分析:该题不仅要考虑两边质量的变化情况,还要考虑两边重力和浮力的变化情况。由重力和浮力这对反方向力的大小决定了等臂杠杆的平衡情况。将铜球和铁球分别同时浸没在盛有硫酸铜溶液的烧杯中,铜球与硫酸铜溶液不反应,铜球重力不变,又因溶液密度不变,根据F浮﹦P液.g.V排可知,铜球受到的浮力不变,这时根据FA﹦G铜﹣F浮,FA不变,而铁球与硫酸铜液反应Fe﹢CuSO4=Cu﹢FeSO4,反应生成硫酸亚铁溶液,同时有红色铜析出,附着在铁球上,铁球重力增大又因溶液的密度减小,使得铁球受到的浮力变小,所以FB增大,则杠杆B端下倾,故选B。
由以上几个例踢的分析,在解决这一类问题时,除了要有扎实牢固的基础知识外,审题要细心,考虑要全面,分析要到位,要根据平衡找到两边物质质量变化关系,根据一边物质质量的变化推导出另一边物质质量的变化;要根据物质的反应情况推导出两边物质质量的变化情况,进而得出平衡情况;分析受力时,要考虑由反应引起的质量变化,进而引起的重力改变情况,由溶液中溶质的改变而引起的密度改变,进而引起浮力的变化情况,由两端浮力和重力的合力大小,分析杠杆平衡情况。