Question

小海、小林、小明三同學一起測定雙氧水溶液中溶質的質量分數．
查閱資料：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；常溫下氧氣密度為1.42g/L．
設計原理：將一定質量的雙氧水樣品與二氧化錳混合，測定反應產生的氧氣的質量，計算出H₂O₂的質量，繼而得雙氧水溶液中溶質的質量分數．過程方法：
（1）小海首先設計（如圖）：向裝有樣品溶液（20g）的錐形瓶（75g）中投入0.5g二氧化錳，待雙氧水反應完畢后測得錐形瓶和反應后混合物的總質量為95.1g，則產生氧氣的質量是

 

g，雙氧水溶液中溶質的質量分數為

 

．

（2）小林對小海的設計提出質疑后，設計如中圖的方案（只在上述方案中的錐形瓶上加一干燥管），請你說明小林質疑的理由是

 

．
（3）小明通過思考后，覺得他們的方案誤差都較大，于是小明設計如右圖的方案（試劑用量不變）．請你說明小明認為他們誤差較大的原因：

 

．如果要滿足小明的要求，該實驗需用

 

的量筒．

Answer 1

分析：（1）根據質量守恒定律，計算出產生氧氣的質量，利用反應的化學方程式由氧氣質量計算過氧化氫質量，求出過氧化氫溶液的溶質質量分數；
（2）對比兩套裝置中的不同，分析質疑的理由；
（3）對比裝置分析設計理念的不同，然后對前兩套裝置進行評價；通過計算氧氣體積，確定量筒的量程．

解答：解：（1）放出氧氣的質量=20g+75g+0.5g-95.1g=0.4g
設生成0.4g氧氣需要過氧化氫質量為x
2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
68             32
x              0.4g
68：32=x：0.4g 解之得 x=0.85g
雙氧水溶液中溶質的質量分數=

0.85g

20g

×100%=4.25%
故答案為：0.4g；4.25%；
（2）小林只在小海的方案中的錐形瓶上加一干燥管，說明小林認為水分的質量對測定有影響；
故答案為：氧氣會帶走水蒸氣；
（3）小明所設計的裝置是利用測定放出氣體的體積而不再測放出氣體的質量，因此，小明應該認為稱量氧氣質量時因氧氣質量過小托盤天平的精確度為0.1g，誤差較大；放出氣體的體積=0.4g÷1.42g/L×1000≈282mL，故選500mL量筒；
故答案為：托盤天平的精確度為0.1g，誤差較大；500mL．

點評：量筒有多種規格，一般根據所需液體的量來決定選擇量筒的規格，盡量選用能一次量取且最接近所需用量的量筒，如選用量程過大或過小的量筒，都容易產生較大的誤差，從而影響實驗結果．