Question

甲、乙、丙三位學生為了測定H₂O₂溶液中溶質的質量分數，先測定H₂O₂完全分解時產生氧氣的質量，然后計算出H₂O₂溶液中溶質的質量分數，他們所取的雙氧水溶液的質量相等．

（1）甲同學首先設計圖A的裝置，向裝有樣品溶液20g的錐形瓶（瓶重75g）中加入0.5gMnO₂，待雙氧水反應完畢后測得錐形瓶和反應后混合物總質量為95.1g，則產生氧氣的質量是

 

g，雙氧水溶液的溶質質量分數是

 

%．
（2）乙同學認為甲的實驗有誤差，他設計了如圖B的裝置（只在甲方案的錐形瓶上加一個盛生石灰的干燥管，其他所用儀器和操作與甲相同），他認為甲實驗有誤差的理由是

 

．
（3）丙認為甲、乙學生用稱量法測定實驗誤差都較大，其理由是

 

 

，設計了如圖C的實驗裝置圖，先測生成氧氣的體積，再求生成氧氣的質量（常溫下氧氣密度為1.42g/L）．要滿足丙的要求，該實驗中所用量筒應是下列規格中的

 

（填序號）．
A．100mL     B．250mL         C．500mL         D．10mL．

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

x

=

32

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%
（2）乙只在甲的方案中的錐形瓶上加一干燥管，說明乙認為水分的質量對測定有影響；
（3）丙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，丙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．
故答案為：
（1）0.4g；4.25%；
（2）氧氣會帶走水蒸氣；
（3）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，丙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，C．

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．