Question

4．甲、乙、丙、三位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：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）甲首先設(shè)計（如甲圖）：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，從而計算出雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為4.25%．

（2）乙同學對甲同學的設(shè)計提出質(zhì)疑，并針對甲同學存在的問題，重新設(shè)計了如乙圖的方案（在錐形瓶上加上一個干燥管，干燥管內(nèi)裝有堿石灰，堿石灰的主要成分是氫氧化鈉和生石灰），請你說明乙同學質(zhì)疑的理由是甲中氧氣逸出時帶出水蒸氣，導致測定產(chǎn)生氧氣質(zhì)量偏大．
（3）乙同學通過修改后方案，測出雙氧水的質(zhì)量分數(shù)與甲同學相同．丙同學仔細觀察了甲乙的測量工具，發(fā)現(xiàn)了他們誤差較大的原因，丙同學認為甲乙同學方案誤差都比較大的原因是：托盤天平的精確度為0.1g，誤差較大．
于是丙同學設(shè)計如丙圖的方案（試劑用量不變）．丙同學利用量筒測出了產(chǎn)生氧氣的體積，則丙圖中②裝置應該選擇圖丁中的哪一個裝置連接？A．

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，利用反應的化學方程式由氧氣質(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)量分數(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行評價；
根據(jù)氧氣的密度比水小，不易溶于水進行分析．

解答 解：（1）放出氧氣的質(zhì)量=20g+75g+0.5g-95.1g=0.4g
設(shè)生成0.4g氧氣需要過氧化氫質(zhì)量為x
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68                            32
x                             0.4g
$\frac{68}{x}$=$\frac{32}{0.4g}$
 x=0.85g
雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{0.85g}{20g}$×100%=4.25%；
（2）小林只在小海的方案中的錐形瓶上加一干燥管，說明小林認為水分的質(zhì)量對測定有影響；
（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，小明應該認為稱量氧氣質(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；
氧氣的密度比水小，不易溶于水，所以丙圖中②裝置應該選擇圖丁中的A裝置連接．
故答案為：（1）4.25%；
（2）甲中氧氣逸出時帶出水蒸氣，導致測定產(chǎn)生氧氣質(zhì)量偏大；
（3）托盤天平的精確度為0.1g，誤差較大；
A．

點評 量筒有多種規(guī)格，一般根據(jù)所需液體的量來決定選擇量筒的規(guī)格，盡量選用能一次量取且最接近所需用量的量筒，如選用量程過大或過小的量筒，都容易產(chǎn)生較大的誤差，從而影響實驗結(jié)果．