Question

4．甲、乙、丙、三位同学一起测定双氧水溶液中溶质的质量分数．
查阅资料：常温下氧气密度为1.42g/L．
设计原理：将一定质量的双氧水样品与二氧化锰混合，测定反应产生的氧气的质量，计算出H₂O₂的质量，继而得双氧水溶液中溶质的质量分数．
过程方法：（1）甲首先设计（如甲图）：向装有样品溶液（20 g）的锥形瓶（75 g）中投入0.5g二氧化锰，待双氧水反应完毕后测得锥形瓶和反应后混合物的总质量为95.1 g，从而计算出双氧水溶液中溶质的质量分数为4.25%．

（2）乙同学对甲同学的设计提出质疑，并针对甲同学存在的问题，重新设计了如乙图的方案（在锥形瓶上加上一个干燥管，干燥管内装有碱石灰，碱石灰的主要成分是氢氧化钠和生石灰），请你说明乙同学质疑的理由是甲中氧气逸出时带出水蒸气，导致测定产生氧气质量偏大．
（3）乙同学通过修改后方案，测出双氧水的质量分数与甲同学相同．丙同学仔细观察了甲乙的测量工具，发现了他们误差较大的原因，丙同学认为甲乙同学方案误差都比较大的原因是：托盘天平的精确度为0.1g，误差较大．
于是丙同学设计如丙图的方案（试剂用量不变）．丙同学利用量筒测出了产生氧气的体积，则丙图中②装置应该选择图丁中的哪一个装置连接？A．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律，计算出产生氧气的质量，利用反应的化学方程式由氧气质量计算过氧化氢质量，求出过氧化氢溶液的溶质质量分数；
（2）对比两套装置中的不同，分析质疑的理由；
（3）对比装置分析设计理念的不同，然后对前两套装置进行评价；
根据氧气的密度比水小，不易溶于水进行分析．

解答 解：（1）放出氧气的质量=20g+75g+0.5g-95.1g=0.4g
设生成0.4g氧气需要过氧化氢质量为x
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68                            32
x                             0.4g
$\frac{68}{x}$=$\frac{32}{0.4g}$
 x=0.85g
双氧水溶液中溶质的质量分数=$\frac{0.85g}{20g}$×100%=4.25%；
（2）小林只在小海的方案中的锥形瓶上加一干燥管，说明小林认为水分的质量对测定有影响；
（3）小明所设计的装置是利用测定放出气体的体积而不再测放出气体的质量，因此，小明应该认为称量氧气质量时因氧气质量过小托盘天平的精确度为0.1g，误差较大；
氧气的密度比水小，不易溶于水，所以丙图中②装置应该选择图丁中的A装置连接．
故答案为：（1）4.25%；
（2）甲中氧气逸出时带出水蒸气，导致测定产生氧气质量偏大；
（3）托盘天平的精确度为0.1g，误差较大；
A．

点评 量筒有多种规格，一般根据所需液体的量来决定选择量筒的规格，尽量选用能一次量取且最接近所需用量的量筒，如选用量程过大或过小的量筒，都容易产生较大的误差，从而影响实验结果．