Question

【題目】用過氧化氫溶液制取氧氣。某化學(xué)興趣小組同學(xué)用實(shí)驗(yàn)室存放較長時間的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的H2O2溶液（如圖一 ），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)中看到_____，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)用圖E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50g稀釋后的H2O2溶液，在干燥管中加入足量無水氯化鈣用于吸水），并在廣口瓶中加入適量的MnO2粉末，共稱得裝置和藥品的總質(zhì)量為564 .5g。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562.9g。請計算：

①上述實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量為_____。

②實(shí)驗(yàn)測得過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____。

③圖三中若無干燥管則測得的過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)將比實(shí)際值_____（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

④稀釋后的H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與10%不符合，其可能的原因是_____。

Answer 1

【答案】120 左側(cè)紅墨水上升速度比右側(cè)快，最終者上升距離相同 不合理，催化劑的表面積不同，也會對催化效果造成影響 1.6 6.8% 偏大 量取水時仰視讀數(shù)（其他合理均可）

【解析】

（1）設(shè)理論上需要加水的質(zhì)量為x
50mL×1.2g/cm3×30%=（50mL×1.2g/cm3+x）×10%

x=120g，即120mL水；
（2）通過題干信息可知，二氧化錳和水泥塊對過氧化氫的分解都有催化作用，并且二氧化錳比水泥塊對過氧化氫的催化效果好，所以實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象為：左側(cè)紅墨水上升速度比右側(cè)快，最終上升的高度相等；根據(jù)控制變量實(shí)驗(yàn)法可知，除了物質(zhì)的種類不同外其他條件都要相同，但是二氧化錳是粉末，水泥塊是塊狀，催化劑的表面積不同，所以不合理；
（3）①生成氧氣的質(zhì)量為：564.5g-562.9g=1.6g；
②設(shè)生成1.6g氧氣需要過氧化氫的質(zhì)量為x

x=3.4g
過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=6.8%
③如果沒有干燥管會有一部分水蒸氣和氧氣一起逸出而看作是生成的氧氣，會使算出來的過氧化氫的質(zhì)量偏大，從而造成過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；
④稀釋后的H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與10%不符合，其可能的原因是：量取水時仰視讀數(shù)

（1）120；
（2）左側(cè)紅墨水上升速度比右側(cè)快，最終上升的高度相等；不合理，催化劑的表面積不同，也會對催化效果造成影響；
（3）①1.6g；
②6.8%；
③偏大；
④量取水時仰視讀數(shù)。