Question

4．甲、乙、丙、三位同學一起測定雙氧水溶液中溶質的質量分數(shù)．
查閱資料：常溫下氧氣密度為1.42g/L．
設計原理：將一定質量的雙氧水樣品與二氧化錳混合，測定反應產生的氧氣的質量，計算出H₂O₂的質量，繼而得雙氧水溶液中溶質的質量分數(shù)．
過程方法：（1）甲首先設計（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量為95.1 g，從而計算出雙氧水溶液中溶質的質量分數(shù)為4.25%．

（2）乙同學對甲同學的設計提出質疑，并針對甲同學存在的問題，重新設計了如乙圖的方案（在錐形瓶上加上一個干燥管，干燥管內裝有堿石灰，堿石灰的主要成分是氫氧化鈉和生石灰），請你說明乙同學質疑的理由是甲中氧氣逸出時帶出水蒸氣，導致測定產生氧氣質量偏大．
（3）乙同學通過修改后方案，測出雙氧水的質量分數(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．
于是丙同學設計如丙圖的方案（試劑用量不變）．丙同學利用量筒測出了產生氧氣的體積，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)質量守恒定律，計算出產生氧氣的質量，利用反應的化學方程式由氧氣質量計算過氧化氫質量，求出過氧化氫溶液的溶質質量分數(shù)；
（2）對比兩套裝置中的不同，分析質疑的理由；
（3）對比裝置分析設計理念的不同，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）放出氧氣的質量=20g+75g+0.5g-95.1g=0.4g
設生成0.4g氧氣需要過氧化氫質量為x
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68                            32
x                             0.4g
$\frac{68}{x}$=$\frac{32}{0.4g}$
 x=0.85g
雙氧水溶液中溶質的質量分數(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量對測定有影響；
（3）小明所設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量，因此，小明應該認為稱量氧氣質量時因氧氣質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，導致測定產生氧氣質量偏大；
（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，都容易產生較大的誤差，從而影響實驗結果．