Question

4．小海、小林、小明三同學(xué)一起測定雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
查閱資料：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$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(yīng)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?jǐn)?shù)．
過程方法：（1）小海首先設(shè)計（如圖1）：向裝有樣品溶液（20g）的錐形瓶（75g）中投入0.5g二氧化錳，待雙氧水反應(yīng)完畢后測得錐形瓶和反應(yīng)后混合物的總質(zhì)量為95.3g，則產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量是0.2g，雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.125%．

（2）小林對小海的設(shè)計提出質(zhì)疑后，設(shè)計如圖2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)疑的理由是氧氣會帶走水蒸氣．
（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)計如圖3方案（試劑用量不變）．請你說明小明認(rèn)為他們誤差較大的原因：托盤天平的精確度為0.1g，誤差較大．如果要滿足小明的要求，該實驗需用的量筒規(guī)格為B．
A、100mL         B、250mL       C、500mL．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，計算出產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量，利用反應(yīng)的化學(xué)方程式由氧氣質(zhì)量計算過氧化氫質(zhì)量，求出過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）對比兩套裝置中的不同，分析質(zhì)疑的理由；
（3）對比裝置分析設(shè)計理念的不同，然后對前兩套裝置進(jìn)行評價；通過計算氧氣體積，確定量筒的量程．

解答 解：（1）放出氧氣的質(zhì)量=20g+75g+0.5g-95.3g=0.2g
設(shè)生成0.2g氧氣需要過氧化氫質(zhì)量為x
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68                            32
x                            0.2g
$\frac{68}{x}$=$\frac{32}{0.2g}$；解之得 x=0.425g
雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.425g}{20g}$×100%=2.125%
故答案為：0.2g；2.125%；
（2）小林只在小海的方案中的錐形瓶上加一干燥管，說明小林認(rèn)為水分的質(zhì)量對測定有影響；
故答案為：氧氣會帶走水蒸氣；
（3）小明所設(shè)計的裝置是利用測定放出氣體的體積而不再測放出氣體的質(zhì)量，因此，小明應(yīng)該認(rèn)為稱量氧氣質(zhì)量時因氧氣質(zhì)量過小托盤天平的精確度為0.1g，誤差較大；放出氣體的體積=0.2g÷1.42g/L×1000≈141mL，故選250mL量筒；
故答案為：托盤天平的精確度為0.1g，誤差較大；B．

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