Question

有一置于水中用特殊材料制成的密閉容器，氣體分子可以通過該容器的器壁，而液體和固體則不能通過。容器質量為1g，體積為0.04L。容器內盛有32.5g質量分數為40%的稀硫酸，如果向其中加入鋅粒，要想保持容器在水底不沉底，則鋅粒的質量最大不能超過多少？

Answer 1

6.7g

分析：要使容器在水中不下沉，容器和它內部的物質產生的重力最大不能超過水對容器的浮力F，即：
[m（容器）+m（硫酸）+m（鋅粒）-m（氫氣）]×g=F浮
由鋅與硫酸反應的化學方程式可以得到m（鋅粒）與m（氫氣）的質量關系，代入上面的式子，即可計算出m（鋅粒）．
解：設加入的鋅粒的質量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑△m
65             2     63
x                    
所排開水的重量為ρVg=1g/mL×0.04L×1000mL/L×g=40×g．
由于懸浮，是重力等于浮力．
（+32.5+1）×g═40×g
即（+32.5+1）═40
得：m═6.7g
答：加入鋅粒的質量最大不能超過6.7g．
點評：本題主要考查有關化學方程式的計算，由于涉及密度和浮力，因此難度較大．