Question

【題目】某化學(xué)興趣小組同學(xué)用實(shí)驗(yàn)室存放近一年的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%H2O2溶液（如下圖一），進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）小亮從瓶中取出50mL溶液，稀釋成10%的H2O2溶液待用，理論上他需要加水mL。
（2）小麗同學(xué)用上述稀釋后的H2O2溶液和下圖二裝置探究不同物質(zhì)對H2O2的催化效果是否相同。實(shí)驗(yàn)中她看到左側(cè)試管比右側(cè)試管中產(chǎn)生氣泡的速率快，此外還觀察到 ， 說明MnO2對此反應(yīng)的催化效果比水泥好。請判斷該實(shí)驗(yàn)設(shè)計是否合理并說明理由：。

（3）小杰同學(xué)用上圖三裝置測定上述稀釋后的H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否為10%，反應(yīng)前他在分液漏斗中加入50 g稀釋后的H202溶液，在干燥管中加入足量無水氯化鈣，并在廣口瓶中加入適量MnO2樣品，共稱得裝置和藥品的總質(zhì)量力564.57g。打開分液漏斗活塞，使H2O2溶液全部流入瓶中，迅速關(guān)緊活塞，待反應(yīng)結(jié)束后，稱得裝置及其內(nèi)所有物質(zhì)的總質(zhì)量為562.97g。

①請計算上述稀釋后的H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與10%是否相符？（請寫出具體計算過程）
②若不符合，其可能的原因是。（注：若符合，此問不作答）

Answer 1

【答案】
（1）120
（2）左邊試管內(nèi)玻璃管中的紅墨水水柱向上移動得快,不合理,因?yàn)樗�用二氧化錳和水泥塊的形狀（或顆粒大�。┎煌�
（3）不符合,有少量生成的氧氣滯留在廣口瓶中（或原來30%的過氧化氫溶液中有部分 H2O2 已經(jīng)分解,造成濃度降低或其他合理答案）
【解析】（1）設(shè)加入水的質(zhì)量為x（溶液密度為1.2g/cm3也就是1.2g/mL）

由于稀釋過程中溶質(zhì)的質(zhì)量不變，50mL×1.2g/mL×30%=（50mL×1.2g/mL+x）×10%

x=120g折合體積為120mL．（2）小麗同學(xué)用上述稀釋后的H2O2溶液和圖二裝置探究不同物質(zhì)對H2O2的催化效果是否相同。設(shè)計意圖是借助生成氧氣的速度判斷催化劑的效果，所以她關(guān)注氣泡的生成速度或者是單位時間內(nèi)紅色墨水的上移的速度。實(shí)驗(yàn)中她看到左側(cè)試管比右側(cè)試管中產(chǎn)生氣泡的速率快，此外還觀察到 左邊試管內(nèi)玻璃管中的紅墨水水柱向上移動得快，說明MnO2對此反應(yīng)的催化效果比水泥好。由于對比實(shí)驗(yàn)中要控制除探究要素之外的要素保持一致，本實(shí)驗(yàn)是探究不同物質(zhì)的催化效果，所以除了物質(zhì)品種不同以外，物質(zhì)的顆粒大小或者形狀等應(yīng)該幾乎完全相同，而不能有明顯的差異。現(xiàn)在題目所用物質(zhì)一個是粉末一個是塊狀的，所以該實(shí)驗(yàn)設(shè)計不合理。（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得，氧氣的質(zhì)量=564.57g-562.97g=1.6g

設(shè)50g過氧化氫溶液中含有H2O2的質(zhì)量為x

2H2O2 2H2O+	O2↑
68	32
x	1.6g

x=3.4g

所用過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%=6.8%＜10%

與稀釋后的溶液濃度不符合

不符合原因一方面是現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)本身有關(guān)，如有少量生成的氧氣滯留在廣口瓶中，另外還可能是過氧化氫久置所致導(dǎo)致部分的過氧化氫分解。、
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握各物質(zhì)間質(zhì)量比=系數(shù)×相對分子質(zhì)量之比才能正確解答此題．