某化学兴趣小组同学用实验室存放近一年的溶质质量分数为30%H2O2溶液.进行如下实验:(1)小亮从瓶中取出50mL溶液.稀释成10%的H2O2溶液待用.理论上他需要加水120mL．(2)小丽同学用上述稀释后的H2O2溶液和图二装置探究不同物质对H2O2的催化效果是否相同．实验中她看到左侧试管比右侧试管中产生气泡的速率快.此外还观察到左边试管内玻璃管中的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

7．某化学兴趣小组同学用实验室存放近一年的溶质质量分数为30%H₂O₂溶液（如图一），进行如下实验：
（1）小亮从瓶中取出50mL溶液，稀释成10%的H₂O₂溶液待用，理论上他需要加水120mL．
（2）小丽同学用上述稀释后的H₂O₂溶液和图二装置探究不同物质对H₂O₂的催化效果是否相同．实验中她看到左侧试管比右侧试管中产生气泡的速率快，此外还观察到左边试管内玻璃管中的红墨水水柱向上移动得快，说明MnO₂对此反应的催化效果比水泥好．请判断该实验设计是否合理并说明理由：不合理，因为所用二氧化锰和水泥块的形状（或颗粒大小）不同．

（3）小杰同学用图三装置测定上述稀释后的H₂O₂溶液的溶质质量分数是否为10%，反应前他在分液漏斗中加入50g稀释后的H₂O₂溶液，在干燥管中加入足量无水氯化钙，并在广口瓶中加入适量MnO₂样品，共称得装置和药品的总质量力564.57g．打开分液漏斗活塞，使H₂O₂溶液全部流入瓶中，迅速关紧活塞，待反应结束后，称得装置及其内所有物质的总质量为562.97g．
①请计算上述稀释后的H₂O₂溶液的溶质质量分数与10%是否相符？与稀释后的溶液浓度不符合（请写出具体计算过程）②若不符合，其可能的原因是有少量生成的氧气滞留在广口瓶中（或原来30%的过氧化氢溶液中有部分H₂O₂已经分解，造成浓度降低或其他合理答案）．（注：若符合，此问不作答）

分析（1）根据溶液稀释过程中溶质的质量不变进行计算；
（2）探究催化效果要控制变量，除了研究要素以外，其余要素要保持基本一致；
（3）根据质量守恒定律可知，过程中质量的减少是因为生成了氧气，所以可以求算氧气的质量，根据氧气的质量和对应的化学方程式求算过氧化氢的质量，进而求算对应的质量分数．

解答解：（1）设加入水的质量为x（溶液密度为1.2g/cm³也就是1.2g/mL）
由于稀释过程中溶质的质量不变，
50mL×1.2g/mL×30%=（50mL×1.2g/mL+x）×10%
x=120g折合体积为120mL．
（2）小丽同学用上述稀释后的H₂O₂溶液和图二装置探究不同物质对H₂O₂的催化效果是否相同．设计意图是借助生成氧气的速度判断催化剂的效果，所以她关注气泡的生成速度或者是单位时间内红色墨水的上移的速度．实验中她看到左侧试管比右侧试管中产生气泡的速率快，此外还观察到左边试管内玻璃管中的红墨水水柱向上移动得快，说明MnO₂对此反应的催化效果比水泥好．由于对比实验中要控制除探究要素之外的要素保持一致，本实验是探究不同物质的催化效果，所以除了物质品种不同以外，物质的颗粒大小或者形状等应该几乎完全相同，而不能有明显的差异．现在题目所用物质一个是粉末一个是块状的，所以该实验设计不合理．
（3）
根据质量守恒定律可得，氧气的质量=564.57g-562.97g=1.6g
设50g 过氧化氢溶液中含有 H₂O₂的质量为x
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68 32
x 1.6g
$\frac{68}{32}$=$\frac{x}{1.6g}$
x=3.4g
所用过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为$\frac{3.4g}{50g}$×100%=6.8%＜10%
与稀释后的溶液浓度不符合
不符合原因一方面是现有实验本身有关，如有少量生成的氧气滞留在广口瓶中，另外还可能是过氧化氢久置所致导致部分的过氧化氢分解．
故答案为：
（1）120；
（2）左边试管内玻璃管中的红墨水水柱向上移动得快；不合理，因为所用二氧化锰和水泥块的形状（或颗粒大小）不同；
（3）①不符合；
②有少量生成的氧气滞留在广口瓶中（或原来 30%的过氧化氢溶液中有部分 H₂O₂ 已经分解，造成浓度降低或其他合理答案）

点评根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．

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17．

请阅读下面的“节目单”并回答问题

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	可能出现的现象	甲烧杯中的成分	乙烧杯中的成分
Ⅰ
Ⅱ

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