题目内容

3．三个化学兴趣小组在实验室里需测定一瓶失去标签的双氧水溶液中溶质的质量分数．
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．
三个兴趣小组分别设计了下面几个实验：

【小组1】：设计如图1装置：取该样品溶液20.0g倒入锥形瓶（75.0g）中，再加入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95.1g．实验中产生氧气的质量是0.4g，双氧水溶液中溶质的质量分数为多少？
请你写出计算过程．
【小组2】：设计如图2的装置，只在小组1方案中的锥形瓶上加一装有生石灰的球形干燥管，其余试剂用量均不变，请你说明该小组2比小组1多连接一个干燥管的理由是吸收水蒸气，使称量减少误差．
【小组3】：查阅了相关资料后，设计如图3的方案（试剂用量同小组1均不变）．
查阅资料：常温下氧气密度约为1.43g/L．
如果要满足小组设计的图3中的实验要求，该实验需用500mL的量筒（选填：100mL、250mL、500mL）．小组3所测得的实验结果从理论上讲比实际值偏大（选填：“偏大、不变、偏小”），原因是所测氧气的体积包含了滴入液体的体积．

分析 【小组1】：根据质量守恒定律氧气的质量，根据反应的方程式，由氧气的质量可以求出过氧化氢的质量，然后求出过氧化氢的物质的量、双氧水溶液的溶质质量分数；
【小组2】：根据过氧化氢分解生成氧气时会带走部分水分析；
【小组3】：根据产生的氧气的体积分析确定量筒的取用．

解答 解：【小组1】：根据题意反应前后物质总质量减少的质量就是生成的氧气的质量，氧气的质量为：所以生成氧气的质量为20g+75g+0.5g-95.1g=0.4g，
设双氧水中溶质的质量为x，则
2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑
 68                32
 x                 0.4g
$\frac{68}{x}=\frac{32}{0.4g}$
x=0.85g
双氧水溶液的溶质质量分数为：$\frac{0.85g}{20g}×$×100%=4.25%
【小组2】：该小组2比小组1多连接一个干燥管的理由是吸收水蒸气，使称量减少误差；
【小组3】：托盘天平的准确度是0.1g，准确度较低，小明认为他们误差较大的原因是：托盘天平的准确度较低；由氧气的体积选择量筒：生成氧气的体积为$\frac{0.4g}{1.429g/L}$=0.28L，为280mL，应选择500mL的量筒．因为所测氧气的体积包含了滴入液体的体积，小组3所测得的实验结果从理论上讲比实际值偏大．
故答案为：【小组1】：0.4，4.25%；【小组2】：吸收水蒸气，使称量减少误差；【小组3】：500；偏大；所测氧气的体积包含了滴入液体的体积．

点评 本题综合考查了氧气的制取以及根据化学方程式进行的计算，完成此类题目应该具备综合分析问题的能力．

练习册系列答案
相关题目
2．下列有关水的叙述正确的是（　　）
A．所有溶液中的溶剂均为水
B．受热时水分子的体积逐渐变大
C．衣服晒干过程中水分子分解为气体
D．与肥皂水混合能产生大量泡沫的是软水
14．根据图中a、b、c三种物质的溶解度曲线，回答下列问题：
（1）P点的含义是t1℃时，b、c物质的溶解度相等．
（2）t2℃，a、b、c三种物质的饱和溶液溶质质量分数的大小关系为b＞a＞c．
（3）t2℃时，50gb物质加入到50g水中充分溶解后，所得溶液的质量为75g．
（4）b中含有少量的a和c，若要提纯b，可采用降温结晶．
11．如图为NaCl、KNO3的溶解度曲线（水的密度约为1g/cm3）．
（1）20℃时，KNO3的溶解度是31.6g，以下实验中：
10mL水$→_{搅拌（30℃）}^{加2.5gKNO_{3}}$ x$→_{搅拌（30℃）}^{再加2.5gKNO_{3}}$y$→_{至50℃}^{升温}$z，则x、y、z中为饱和溶液的是y．
（2）除去KNO3固体中混有的少量NaCl，提纯的步骤是：加水溶解、蒸发浓缩、降温结晶，然后过滤、洗涤、干燥．
18．染发时常用到的着色剂--对苯二胺，是一种有毒的化学药品，有致癌性，会对染发者的身体带来伤害，其化学式为C6H8N2．下列有关对苯二胺的说法正确的是（　　）
A．对苯二胺能被人体少量吸收B．对苯二胺的相对分子质量为108g
C．对苯二胺分子中含有1个氮分子D．对苯二胺中氢元素的质量分数最大
8．为探究一瓶敞放的氢氧化钠固体的变质情况，同学们提出了下列猜想：
A只有氢氧化钠固体
B只有碳酸钠固体
C你认为还可能是NaOH和Na2CO3的混合物固体
①取少量该固体样品置于试管中，向其中加入一种无色溶液，发现有气泡产生，说明该样品中含有碳酸钠，由此可确定该固体已发生变质．该固体变质的化学方程式2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；则无色溶液可能是稀盐酸或稀硫酸、稀硝酸．
②为探究该固体中是否还有未变质的氢氧化钠，同学们又进行了如下表所示的实验．已知碳酸钠的水溶液呈碱性，它的存在会对氢氧化钠的检验造成干扰．请根据下表部分物质的溶解性表（20℃）所提供的信息，将如表填写完整．
阴离子
阳离子		OH-NO3-Cl-SO42-CO32-
H+溶、挥溶、挥溶溶、挥
Na+溶溶溶溶溶
Ba2+溶溶溶不溶不溶
 实验目的实验操作现象结论或化学方程式
除去碳酸钠取少量该固体样品溶于水配成溶液，滴加适量的BaCl2溶液．充分反应后过滤有白色沉淀生成有关反应的化学方程式为
Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl
检验是否含有氢氧化钠在滤液中滴加酚酞溶液变红该样品中含有氢氧化钠
15．调查统计表明，火灾伤亡事故很多是由于缺少自救常识造成的，缺氧窒息是致人死亡的首要原因．相关自救措施不合理的是（　　）
A．在山林中遇火灾时，尽量向逆风方向奔跑，脱离火灾区
B．室内起火，立即打开所有门窗
C．有烟雾的地方，尽量贴近地面逃离
D．烟雾很大时，用湿毛巾捂住口鼻
12．新发布的《环境空气质量标准》自2016年1月1日起在全国实施，新标准增加了PM2.5监测指标．下列措施不利于减少PM2.5污染的是（　　）
A．增加私家车用量，提高生活质量
B．大力发展风能，减少火力发电
C．农作物秸秆多翻土还田，不露天焚烧
D．居民多用天然气，少用煤作燃料
13．小明见妈妈买了些取暖袋，他很好奇，打开了一袋，发现里面是黑色的粉末．小明提出了问题：取暖袋中是哪种物质发生了化学反应而释放热量呢？
【查找资料】
①取暖袋由原料层、明胶层、无纺布袋三部分组成．原料层中的黑色粉末的主要成分是铁粉、活性炭、蛭石、可溶性无机盐、吸水性树脂（含水）．
②蛭石是当今世界首屈一指的保温材料，起保温作用；吸水性树脂可反复释水、吸水，起吸水、保水的作用；二者均不参加化学反应．
③使用时应注意事项：不使用产品时请勿拆开密封包装．
【提出猜想】
①可溶性无机盐可能是氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中一种或几种．
②取暖袋发热时，可能是铁粉、氧气、无机盐、水、活性炭几种物质间发生了化学反应．
【实验准备】
用NaCl溶液、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液进行如下实验，为确定无机盐的成分小明查阅了如下资料．
NaCl溶液Na2SO4溶液Na2CO3溶液
加入稀盐酸无明显变化无明显变化现象Ⅰ
加入BaCl2溶液无明显变化产生白色沉淀产生白色沉淀
加入AgNO3溶液产生白色沉淀溶液略呈浑浊产生淡黄色沉淀
（1）现象I是有气泡冒出．
（2）BaCl2溶液与Na2SO4溶液混合发生复分解反应，则白色沉淀的化学式为BaSO4．
【实验过程】
分别取没有使用的取暖袋和失效后的取暖袋中的黑色粉末完成以下实验，探究无机盐的成分及参加反应的物质．
序号加入试剂及操作没有使用的暖袋失效后的暖袋

I		加入足量水观察无色溶液，大量固体在烧杯底部无色溶液，大量固体在烧杯底部

Ⅱ		取I中上层清液，向其中滴加盐酸无变化无变化

Ⅲ		取I中上层清液，向其中滴加BaCl2溶液无变化无变化

Ⅳ		取I中上层清液，向其中滴加AgNO3溶液白色沉淀白色沉淀

Ⅴ		另取黑色粉末加入足量盐酸大量气泡，溶液呈浅绿色无气泡，溶液呈黄色溶液
（3）通过上述实验，可以得出以下结论：
①取暖袋中无机盐的成分是氯化钠．
②取暖袋发热时，原料层中一定参加反应的物质是铁粉．
（4）小明提出，氧气是否参加了反应？请你帮小明设计一套装置，装置图为，证明氧气参加了反应．
【反思与评价】
（5）IV中的现象判定无机盐未参加反应．他的结论是否合理，说明理由并解释原因：不合理，若无机盐参与反应但有剩余，也可观察到IV中现象．

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