Question

3．三個(gè)化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室里需測(cè)定一瓶失去標(biāo)簽的雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
設(shè)計(jì)原理：將一定質(zhì)量的雙氧水樣品與二氧化錳混合，測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣的質(zhì)量，計(jì)算出H₂O₂的質(zhì)量，繼而得雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
三個(gè)興趣小組分別設(shè)計(jì)了下面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：

【小組1】：設(shè)計(jì)如圖1裝置：取該樣品溶液20.0g倒入錐形瓶（75.0g）中，再加入0.5g二氧化錳，待雙氧水反應(yīng)完畢后測(cè)得錐形瓶和反應(yīng)后混合物的總質(zhì)量為95.1g．實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量是0.4g，雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？
請(qǐng)你寫出計(jì)算過(guò)程．
【小組2】：設(shè)計(jì)如圖2的裝置，只在小組1方案中的錐形瓶上加一裝有生石灰的球形干燥管，其余試劑用量均不變，請(qǐng)你說(shuō)明該小組2比小組1多連接一個(gè)干燥管的理由是吸收水蒸氣，使稱量減少誤差．
【小組3】：查閱了相關(guān)資料后，設(shè)計(jì)如圖3的方案（試劑用量同小組1均不變）．
查閱資料：常溫下氧氣密度約為1.43g/L．
如果要滿足小組設(shè)計(jì)的圖3中的實(shí)驗(yàn)要求，該實(shí)驗(yàn)需用500mL的量筒（選填：100mL、250mL、500mL）．小組3所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果從理論上講比實(shí)際值偏大（選填：“偏大、不變、偏小”），原因是所測(cè)氧氣的體積包含了滴入液體的體積．

Answer 1

分析 【小組1】：根據(jù)質(zhì)量守恒定律氧氣的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)的方程式，由氧氣的質(zhì)量可以求出過(guò)氧化氫的質(zhì)量，然后求出過(guò)氧化氫的物質(zhì)的量、雙氧水溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
【小組2】：根據(jù)過(guò)氧化氫分解生成氧氣時(shí)會(huì)帶走部分水分析；
【小組3】：根據(jù)產(chǎn)生的氧氣的體積分析確定量筒的取用．

解答 解：【小組1】：根據(jù)題意反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量減少的質(zhì)量就是生成的氧氣的質(zhì)量，氧氣的質(zhì)量為：所以生成氧氣的質(zhì)量為20g+75g+0.5g-95.1g=0.4g，
設(shè)雙氧水中溶質(zhì)的質(zhì)量為x，則
2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
 68                32
 x                 0.4g
$\frac{68}{x}=\frac{32}{0.4g}$
x=0.85g
雙氧水溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.85g}{20g}×$×100%=4.25%
【小組2】：該小組2比小組1多連接一個(gè)干燥管的理由是吸收水蒸氣，使稱量減少誤差；
【小組3】：托盤天平的準(zhǔn)確度是0.1g，準(zhǔn)確度較低，小明認(rèn)為他們誤差較大的原因是：托盤天平的準(zhǔn)確度較低；由氧氣的體積選擇量筒：生成氧氣的體積為$\frac{0.4g}{1.429g/L}$=0.28L，為280mL，應(yīng)選擇500mL的量筒．因?yàn)樗鶞y(cè)氧氣的體積包含了滴入液體的體積，小組3所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果從理論上講比實(shí)際值偏大．
故答案為：【小組1】：0.4，4.25%；【小組2】：吸收水蒸氣，使稱量減少誤差；【小組3】：500；偏大；所測(cè)氧氣的體積包含了滴入液體的體積．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了氧氣的制取以及根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行的計(jì)算，完成此類題目應(yīng)該具備綜合分析問(wèn)題的能力．