Question

“化学氧自救器”（又称“自生氧防毒面具”），其使用的生氧剂（主要成分是KO₂）的作用原理为：4KO₂+2CO₂═2K₂CO₃+3O₂    某研究小组取100g生氧剂，放入装置A中，加入足量水与生氧剂充分反应（化学方程式为：4KO₂+2H₂O═4KOH+3O₂↑），测定反应前后装置A的总质量，他们进行了三次实验．测定结果如下：

测定序号	第1次	第2次	第3次	平均值
反应前装置A总质量（g）	400.1	400.2	399.7	400.0
反应后装置A总质量（g）	368.1	368.1	367.8	368.0

请根据上述实验结果计算：（假设杂质不与水反应产生气体）
（1）100g生氧剂与足量水反应生成的氧气质量；
（2）生氧剂中KO₂的质量分数；
（3）若成人每分钟正常需氧量为0.32g，则能维持成人正常呼吸20分钟的“化学氧自救器”，至少要装入这种生氧剂多少克？

Answer 1

分析：（1）根据题意可知，生氧剂与水反应前后的质量差为反应放出氧气的质量；每次称重时都会出现一定的误差，因此使用三次称重的平均值计算氧气质量更科学更准确．
（2）可根据氧气的质量，利用化学方程式计算出KO₂的质量，然后计算出质量分数．
（3）可根据20分钟所需的氧气的质量和100g生氧剂生成的氧气的质量相比较求解．

解答：解：（1）100g生氧剂与足量水反应生成的氧气质量=400g-368g=32g；
（2）设生成32g氧气消耗KO₂的质量为x
4KO₂+2H₂O=4KOH+3O₂↑
284            96
x              32g

284

x

=

96

32g

解之得 x≈94.7g
生氧剂中KO₂的质量分数=

94.7g

100g

×100%=94.7%；
（3）20分钟需要氧气的质量为20×0.32g=6.4g
根据第二问可知94.7gKO₂能生成氧气32g
所以要生成6.4克氧气所需KO₂的质量=

6.4×94.7g

32

=18.94g
则生氧剂的质量为18.94g÷94.7%=20g
答：（1）100g生氧剂与足量水反应生成的氧气质量为32g；
（2）生氧剂中KO₂的质量分数约为94.7%．
（3）需要生氧剂20g

点评：根据化学方程式进行计算，关键要明确步骤的规范性的重要性．