Question

4．小海、小林、小明三同學一起測定雙氧水溶液中溶質的質量分數(shù)．
查閱資料：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；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(chǎn)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）小海首先設計（如圖1）：向裝有樣品溶液（20g）的錐形瓶（75g）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95.3g，則產(chǎn)生氧氣的質量是0.2g，雙氧水溶液中溶質的質量分數(shù)為2.125%．

（2）小林對小海的設計提出質疑后，設計如圖2方案（只在上述方案中的錐形瓶上加一干燥管），請你說明小林質疑的理由是氧氣會帶走水蒸氣．
（3）小明通過思考后，覺得他們的方案誤差都較大，于是小明設計如圖3方案（試劑用量不變）．請你說明小明認為他們誤差較大的原因：托盤天平的精確度為0.1g，誤差較大．如果要滿足小明的要求，該實驗需用的量筒規(guī)格為B．
A、100mL         B、250mL       C、500mL．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質量守恒定律，計算出產(chǎn)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；通過計算氧氣體積，確定量筒的量程．

解答 解：（1）放出氧氣的質量=20g+75g+0.5g-95.3g=0.2g
設生成0.2g氧氣需要過氧化氫質量為x
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68                            32
x                            0.2g
$\frac{68}{x}$=$\frac{32}{0.2g}$；解之得 x=0.425g
雙氧水溶液中溶質的質量分數(shù)=$\frac{0.425g}{20g}$×100%=2.125%
故答案為：0.2g；2.125%；
（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；
故答案為：氧氣會帶走水蒸氣；
（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；放出氣體的體積=0.2g÷1.42g/L×1000≈141mL，故選250mL量筒；
故答案為：托盤天平的精確度為0.1g，誤差較大；B．

點評 本題主要考查質量守恒定律的應用、化學方程式的計算、減小誤差的措施和儀器的選擇，難度稍大，綜合性較強．