Question

一道高三无机化学题

托盘天平两边烧杯中分别放质量和百分比浓度相等的盐酸和稀硫酸,调节平衡,两烧杯中分别加入等质量的锌和镁，充分反应后，锌全溶，镁有剩余，则天平指针（ )
A.偏左 B.偏右 C.不动 D.以上三种情况都有可能
答案是D，请各位解释一下

Answer 1

假设起始时盐酸和硫酸溶液的质量都是a克，百分比浓度都是b，那么HCl和H2SO4质量都是a*b克，那么HCl就是a*b/36.5mol，H2SO4就是a*b/98 mol。
再假设加入的锌和镁都是c克，那么锌是c/65mol，镁是c/24mol。

2HCl + Zn == ZnCl2 + H2
2 1 1
a*b/36.5 c/65
因为锌完全溶解，即a*b/36.5/2 >= c/65，即a*b/73 >= c/65，放出氢气是c/65mol

H2SO4 + Mg == MgSO4 + H2
1 1 1
a*b/98 c/24
因为镁有剩余，所以c/24 > a*b/98 ， 放出氢气a*b/98mol

因为a*b/73 >= c/65且c/24 > a*b/98，所以73c/65 <= a*b < 98c/24

因为反应前天平两边的液体和加入的固体都一样，所以只要考虑哪边生成的氢气多，那么哪边的质量就轻，指针指向另一边。盐酸放出的氢气是c/65mol，硫酸放出的氢气是a*b/98mol，比较二者大小只需将其相减之后判断正负就行。
f=c/65 - a*b/98，将a*b看成x，那么f(x)=c/65 - x/98，是关于x的一次函数，再考虑在73c/65 <= x < 98c/24上的正负，可知f(73c/65)=5c/1274>0；
f(98c/24)=-41c/1560<0
所以结论是都有可能

Answer 2

选择A，首先根据质量守恒，加入后质量一样，后来不平衡是因为置换出来了氢气，镁过量了，氢气跑的更多，镁这边就比较轻了。

Answer 3

我觉得你的盐酸和稀硫酸打反了吧，质量和百分比浓度相，那么硫酸氢离子浓度大，并且镁过量，我觉得怎么说都是假如硫酸和镁那边质量减少的多，所以应该是A吧，如果把锌放入硫酸的话把镁放入盐酸就是D