Question

小海、小林、小明三同學一起測定雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．
查閱資料：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；常溫下氧氣密度為1.42g/L．
設(shè)計原理：將一定質(zhì)量的雙氧水樣品與二氧化錳混合，測定反應產(chǎn)生的氧氣的質(zhì)量，計算出H₂O₂的質(zhì)量，繼而得雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．
過程方法：（1）小海首先設(shè)計（如圖）：向裝有樣品溶液（20 g）的錐形瓶（75 g）中投入0.5g二氧化錳，待雙氧水反應完畢后測得錐形瓶和反應后混合物的總質(zhì)量為95.1 g，則產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量是

 

，雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

（2）小林對小海的設(shè)計提出質(zhì)疑后，設(shè)計如中圖的方案（只在上述方案中的錐形瓶上加一干燥管），請你說明小林質(zhì)疑的理由是

 

．
（3）小明通過思考后，覺得他們的方案誤差都較大，于是小明設(shè)計如右圖的方案（試劑用量不變）．請你說明小明認為他們誤差較大的原因：

 

．如果要滿足小明的要求，該實驗需用

 

mL的量筒．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，裝置和藥品的總質(zhì)量在反應中減少的質(zhì)量，就是生成氧氣的質(zhì)量．由氧氣的質(zhì)量根據(jù)過氧化氫分解的化學方程式可以計算出雙氧水溶液中過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)．
（2）只有保證氧氣中不含其它物質(zhì)，才能減小誤差．
（3）只有儀器的精確度高或排除產(chǎn)生誤差的因素，才能減小誤差．
根據(jù)氧氣的質(zhì)量和密度可以計算出氧氣的體積，從而確定量筒的量程．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：反應后生成氧氣的質(zhì)量為20g+75g+0.5g-95.1g=0.4g
設(shè)雙氧水溶液中過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)為x．
2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
68            32
20g×x       0.4g

68

32

=

20g×x

0.4g

，
x=4.25%
（2）用小海設(shè)計的裝置收集到的氧氣中含有少量的水蒸氣，使計算出的氧氣的質(zhì)量變大，從而會造成誤差．
（3）由于托盤天平的精確度為0.1g，讀數(shù)時產(chǎn)生的誤差較大．
由于產(chǎn)生氧氣的體積為0.4g÷1.42g/L×1000mL≈282mL，因此應用500mL的量筒．
故答案為：
（1）0.4；4.25%
（2）氧氣會帶走水蒸氣
（3）托盤天平的精確度為0.1g；500．

點評：本題主要考查質(zhì)量守恒定律的應用、化學方程式的計算、減小誤差的措施和儀器的選擇，難度稍大．