Question

4．小海、小林、小明三同學(xué)一起測(cè)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(jì)原理：將一定質(zhì)量的雙氧水樣品與二氧化錳混合，測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣的質(zhì)量，計(jì)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(guò)程方法：（1）小海首先設(shè)計(jì)（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(cè)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(duì)小海的設(shè)計(jì)提出質(zhì)疑后，設(shè)計(jì)如圖2方案（只在上述方案中的錐形瓶上加一干燥管），請(qǐng)你說(shuō)明小林質(zhì)疑的理由是氧氣會(huì)帶走水蒸氣．
（3）小明通過(guò)思考后，覺(jué)得他們的方案誤差都較大，于是小明設(shè)計(jì)如圖3方案（試劑用量不變）．請(qǐng)你說(shuō)明小明認(rèn)為他們誤差較大的原因：托盤(pán)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(jì)算過(guò)氧化氫質(zhì)量，求出過(guò)氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）對(duì)比兩套裝置中的不同，分析質(zhì)疑的理由；
（3）對(duì)比裝置分析設(shè)計(jì)理念的不同，然后對(duì)前兩套裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)；通過(guò)計(jì)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(guò)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(shuō)明小林認(rèn)為水分的質(zhì)量對(duì)測(cè)定有影響；
故答案為：氧氣會(huì)帶走水蒸氣；
（3）小明所設(shè)計(jì)的裝置是利用測(cè)定放出氣體的體積而不再測(cè)放出氣體的質(zhì)量，因此，小明應(yīng)該認(rèn)為稱(chēng)量氧氣質(zhì)量時(shí)因氧氣質(zhì)量過(guò)小托盤(pán)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(pán)天平的精確度為0.1g，誤差較大；B．

點(diǎn)評(píng) 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(jì)算、減小誤差的措施和儀器的選擇，難度稍大，綜合性較強(qiáng)．