Question

某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液中溶质的质量分数，实验测得相关数据如下图所示：

（1）剩余的混合物中二氧化锰的质量为

 

g，反应生成氧气的质量为

 

g．
（2）计算该过氧化氢溶液中溶质质量分数．
（3）实验表明硫酸铜溶液在该反应中也能起到二氧化锰的作用．若用5.6g无水硫酸铜代替二氧化锰进行本实验，计算剩余的溶液中溶质的质量分数．
（硫酸铜全部溶于水，计算时保留到0.1%）

Answer 1

分析：（1）在反应中二氧化锰为催化剂，催化剂在反应前后质量不变，二氧化碳的质量仍为1.0g；根据质量守恒定律，可由剩余的混合物质量与反应前总质量的差，求得生成氧气质量为1.6g；
（2）由生成氧气的质量，根据化学方程式计算出过氧化氢溶液中溶质过氧化氢的质量，利用溶液中溶质质量分数公式计算出该过氧化氢溶液中溶质质量分数；
（3）硫酸铜能溶解于水，因此用5.6g无水硫酸铜代替二氧化锰进行本实验，剩余溶液为硫酸铜溶液，其中溶质硫酸铜作为反应催化剂在反应前后质量不变，再由质量守恒定律计算出所得溶液质量后，由溶洞质质量分数公式计算剩余的溶液中溶质的质量分数．

解答：解：（1）反应中催化剂二氧化锰在反应前后质量不变，仍为1.0g；根据质量守恒定律，反应生成氧气的质量=68.0g+1.0g-67.4g=1.6g；
故答案为：1.0；1.6；
（2）设68.0g过氧化氢溶液中含有过氧化氢的质量为x．
2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
68             32
x             1.6g

68

x

=

32

1.6g

   x=3.4g
过氧化氢溶液的溶质的质量分数=

3.4g

68.0g

×100%=5.0%
（3）硫酸铜溶液的溶质质量分数=

5.6g

68.0g-1.6g+5.6g

×100%≈7.8%
答：（2）计算该过氧化氢溶液中溶质质量分数5.0%；（3）剩余的溶液中溶质的质量分数约为7.8%．

点评：由无水硫酸铜代替二氧化锰进行本实验，根据质量守恒定律，剩余的溶液的质量=所加过氧化氢溶液的质量-放出氧气的质量+催化剂硫酸铜的质量．