题目内容

7.实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气.现将2.5g二氧化锰放入盛有100g过氧化氢溶液的锥形瓶中,反应完全结束后,共收集到0.1mol气体.请完成下列问题:
(1)反应结束后,过滤,洗涤并烘干,称得滤渣的质量为2.5g.
(2)二氧化锰中锰元素的质量分数63.2%.
(3)列式计算原过氧化氢溶液溶质的质量分数.

分析 (1)根据二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,反应前后质量不变.
(2)根据化合物中元素的质量分数的计算公式可以计算出锰元素的质量分数;
(3)利用分解过氧化氢制氧气的化学方程式,根据氧气的物质的量求出过氧化氢的质量,根据溶质的质量分数计算公式求出过氧化氢溶液中溶质的质量分数.

解答 解:(1)反应结束后,过滤,洗涤并烘干滤渣,称得滤渣的质量就是二氧化锰的质量,是2.5g;
(2)二氧化锰中锰元素的质量分数为:$\frac{55}{55+16×2}$×100%=63.2%
生成氧气的质量为:0.1mol×32g/mol=3.2g
设:该过氧化氢溶液中溶质的质量为x
2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑ 
68                             32
x                             3.2g
$\frac{68}{x}$=$\frac{32}{3.2g}$
解得:x=6.8g
原过氧化氢溶液溶质的质量分数为:$\frac{6.8g}{100g}$×100%=6.8%
答:原过氧化氢溶液溶质的质量分数6.8%.
故答案为:(1)2.5g;
(2)63.2%;
(3)6.8%.

点评 本题考查了根据化学方程式的计算,完成此题,可以依据题干提供的信息结合反应的化学方程式进行.

练习册系列答案
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16.实验室获取氮气有很多种途径,常见的3种方法是:
方法一:将氨气通入灼热的氧化铜粉末,得到纯净的氮气和铜;
方法二:将空气通过灼热的铜,得到较纯净的氮气和氧化铜粉末;
方法三:将亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵的混合溶液加热,氮元素全部转化为氮气.
进行实验时可选择的实验仪器如下图所示(省略夹持装置与加热装置):

(1)方法一:制氮气所需的氨气可以用浓氨水滴加到生石灰中得到,此反应的发生装置最好选用D(选填装置编号).请写出生石灰在此反应中的两个作用:生石灰和水反应放热,促使氨水挥发、分解而得到氨气,生石灰与水反应,减少了溶剂.
(2)方法二:为保证所得氮气尽可能纯净,除了使用铜外,还可以向装置E (选填装置编号)中加入碱石灰以除去其它杂质气体.
(3)方法三:制氮气的化学方程式为:NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O.
(4)绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂与溶剂.在制取氮气的3种方法中,联合使用方法一和方法二与单独使用方法三相比,具有很多优越性,请从绿色化学的角度进行评价:铜和氧化铜可循环使用,节省试剂.
(5)1892年,英国科学家瑞利(Rayleigh)发现,采用方法二得到的氮气在相同条件下比方法三得到的氮气密度总是偏大5‰左右.若上述实验设计与操作均无错误,且氮气已完全干燥,请解释产生这一现象的原因:方法二制得的氮气中含有密度(或相对分子质量)比氮气大的稀有气体,导致密度偏大.

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