Question

3．三個化學(xué)興趣小組在實驗室里需測定一瓶失去標簽的雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．
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(yīng)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)．
三個興趣小組分別設(shè)計了下面幾個實驗：

【小組1】：設(shè)計如圖1裝置：取該樣品溶液20.0g倒入錐形瓶（75.0g）中，再加入0.5g二氧化錳，待雙氧水反應(yīng)完畢后測得錐形瓶和反應(yīng)后混合物的總質(zhì)量為95.1g．實驗中產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量是0.4g，雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為多少？
請你寫出計算過程．
【小組2】：設(shè)計如圖2的裝置，只在小組1方案中的錐形瓶上加一裝有生石灰的球形干燥管，其余試劑用量均不變，請你說明該小組2比小組1多連接一個干燥管的理由是吸收水蒸氣，使稱量減少誤差．
【小組3】：查閱了相關(guān)資料后，設(shè)計如圖3的方案（試劑用量同小組1均不變）．
查閱資料：常溫下氧氣密度約為1.43g/L．
如果要滿足小組設(shè)計的圖3中的實驗要求，該實驗需用500mL的量筒（選填：100mL、250mL、500mL）．小組3所測得的實驗結(jié)果從理論上講比實際值偏大（選填：“偏大、不變、偏小”），原因是所測氧氣的體積包含了滴入液體的體積．

Answer 1

分析 【小組1】：根據(jù)質(zhì)量守恒定律氧氣的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)的方程式，由氧氣的質(zhì)量可以求出過氧化氫的質(zhì)量，然后求出過氧化氫的物質(zhì)的量、雙氧水溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；
【小組2】：根據(jù)過氧化氫分解生成氧氣時會帶走部分水分析；
【小組3】：根據(jù)產(chǎn)生的氧氣的體積分析確定量筒的取用．

解答 解：【小組1】：根據(jù)題意反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量減少的質(zhì)量就是生成的氧氣的質(zhì)量，氧氣的質(zhì)量為：所以生成氧氣的質(zhì)量為20g+75g+0.5g-95.1g=0.4g，
設(shè)雙氧水中溶質(zhì)的質(zhì)量為x，則
2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
 68                32
 x                 0.4g
$\frac{68}{x}=\frac{32}{0.4g}$
x=0.85g
雙氧水溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{0.85g}{20g}×$×100%=4.25%
【小組2】：該小組2比小組1多連接一個干燥管的理由是吸收水蒸氣，使稱量減少誤差；
【小組3】：托盤天平的準確度是0.1g，準確度較低，小明認為他們誤差較大的原因是：托盤天平的準確度較低；由氧氣的體積選擇量筒：生成氧氣的體積為$\frac{0.4g}{1.429g/L}$=0.28L，為280mL，應(yīng)選擇500mL的量筒．因為所測氧氣的體積包含了滴入液體的體積，小組3所測得的實驗結(jié)果從理論上講比實際值偏大．
故答案為：【小組1】：0.4，4.25%；【小組2】：吸收水蒸氣，使稱量減少誤差；【小組3】：500；偏大；所測氧氣的體積包含了滴入液體的體積．

點評 本題綜合考查了氧氣的制取以及根據(jù)化學(xué)方程式進行的計算，完成此類題目應(yīng)該具備綜合分析問題的能力．