Question

过氧化氢溶液会自然分解，使溶质质量分数减小．为测定一瓶100g 30%的过氧化氢溶液久置后的溶质质量分数．取该溶液27.2g，加入适量二氧化锰，生成气体的质量与反应时间的关系如图所示．试计算
（1）久置后，该溶液中溶质的质量分数．
（2）该瓶溶液中，已经分解的过氧化氢质量（最后结果保留一位小数）．

Answer 1

分析：（1）在二氧化锰催化下，过氧化氢分解生成水和氧气，根据生成气体的质量与反应时间的关系图，可得知所取过氧化氢完全反应放出氧气质量为3.2g，利用反应放出氧气的质量可计算所取溶液中过氧化氢的质量，则可计算该溶液中溶质的质量分数；
（2）根据反应的化学方程式，判断已分解过氧化氢的质量与放出氧气的质量关系，分析久置后溶液的组成，由上一步所计算的溶液的溶质质量分数，求出已经分解的过氧化氢质量．

解答：解：（1）设27.2g过氧化氢溶液中溶质的质量为x．
2H₂O₂ ═2H₂O+O₂↑
68                32
x                 3.2g

68

x

=

32

3.2g

x=6.8g
该溶液中溶质的质量分数=

6.8g

27.2g

×100%=25%
（2）设已分解的过氧化氢的质量为y，产生氧气的质量为z．
（注意由于该瓶溶液已经部分分解，所以不能用100X（30%-25%）=5g的形式计算，此时溶液质量低于100g）
2H₂O₂═2H₂O+O₂↑
68                32
y                  z
z=

32y

68

100g×30%-y

100g- 32y 68

=25%
y=5.6g
答：（1）久置后，该溶液中溶质的质量分数为25%；（2）该瓶溶液中，已经分解的过氧化氢质量为5.6g．

点评：本题是借助于数学模型，利用图表的方式来分析和解决化学计算中的有关问题，要求学生有较强的识图能力和数据分析能力．