Question

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用3%的H₂O₂溶液來(lái)制取氧氣，小亮和小君欲用3%的H₂O₂溶液來(lái)制取干燥的氧氣，小亮使用的是左下裝置圖，小君使用的是右下裝置圖．試回答：

（1）小君同學(xué)使用的裝置是不合理的，原因是

 

．
（2）兩裝置的B儀器中應(yīng)盛放的物質(zhì)是

 

．
（3）從嚴(yán)格意義上說(shuō)，小亮使用的收集裝置也不盡合理，理由是

 

．
（4）3%的H₂O₂溶液中，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

，當(dāng)H₂O₂完全分解時(shí)，液體中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加

 

%．（保留到小數(shù)點(diǎn)后l位）

Answer 1

分析：（1）收集氣體時(shí)根據(jù)氣體的溶解性和密度選擇收集方法；（2）濃硫酸和氫氧化鈉固體都具有吸水性，可以用作干燥劑；（3）從實(shí)驗(yàn)的目的進(jìn)行分析；（4）因?yàn)殡p氧水溶液的溶質(zhì)和溶劑里都含有氧元素，故需先假設(shè)溶液質(zhì)量為100g，分別計(jì)算出H₂O₂和H₂O中H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，再根據(jù)氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

過(guò)氧化氫和水中H元素的質(zhì)量之和

溶液質(zhì)量的總質(zhì)量

×100%計(jì)算即可；根據(jù)雙氧水分解的化學(xué)方程式可知，當(dāng)雙氧水完全分解時(shí)，氣體逸出，溶液質(zhì)量減少，故這時(shí)液體中氫元素的質(zhì)量不變，原溶液的質(zhì)量減去生成氣體的質(zhì)量就是反應(yīng)后溶液質(zhì)量，再根據(jù)反應(yīng)后氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

氫元素的質(zhì)量

溶液的質(zhì)量

×100%，兩個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)之差就是液體中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加的數(shù)值．

解答：解：（1）因?yàn)橐�得到干燥的氫氣，就不能用排水法；�?）氧氣與濃硫酸不反應(yīng)，可以使用濃硫酸做干燥劑；（3）因空氣中含有水蒸氣，故小亮使用的裝置收集的氧氣也不是太干燥；（4）根據(jù)雙氧水的化學(xué)式H₂O₂可得H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

2

34

×100%≈5.9%，H₂O中H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2

18

×100%≈11.1%，
解：設(shè)總質(zhì)量為100g，則雙氧水（H₂O₂）為3g，水（H₂O）為97g，
∴氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

3×5.9%+97×11.1%

100

×100%≈10.98%≈11.0%；
②設(shè)：生成O₂質(zhì)量為x，
2H₂O₂═2H₂O+O₂↑
68         32
3          x

68

32

=

3

x

解之得：x≈1.41g

10.98

100-1.41

×100%≈11.1%，
液體中的氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加11.1%-11.0%=0.1%．
故答案為：（1）制得的氣體不干燥；（2）濃硫酸；（3）空氣中含有水蒸氣；（4）11.0%； 0.1%．

點(diǎn)評(píng)：本題從實(shí)驗(yàn)裝置，制取干燥氣體的順序，如何收集氣體等方面考查了氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，同時(shí)考察了學(xué)生運(yùn)用化學(xué)式和化學(xué)方程式以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計(jì)算的能力．