【題目】某化學(xué)興趣小組同學(xué)用實(shí)驗(yàn)室存放近一年的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%H2O2溶液(如下圖一),進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

(1)小亮從瓶中取出50mL溶液,稀釋成10%的H2O2溶液待用,理論上他需要加水mL。
(2)小麗同學(xué)用上述稀釋后的H2O2溶液和下圖二裝置探究不同物質(zhì)對(duì)H2O2的催化效果是否相同。實(shí)驗(yàn)中她看到左側(cè)試管比右側(cè)試管中產(chǎn)生氣泡的速率快,此外還觀察到 , 說明MnO2對(duì)此反應(yīng)的催化效果比水泥好。請(qǐng)判斷該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理并說明理由:。

(3)小杰同學(xué)用上圖三裝置測(cè)定上述稀釋后的H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否為10%,反應(yīng)前他在分液漏斗中加入50 g稀釋后的H202溶液,在干燥管中加入足量無水氯化鈣,并在廣口瓶中加入適量MnO2樣品,共稱得裝置和藥品的總質(zhì)量力564.57g。打開分液漏斗活塞,使H2O2溶液全部流入瓶中,迅速關(guān)緊活塞,待反應(yīng)結(jié)束后,稱得裝置及其內(nèi)所有物質(zhì)的總質(zhì)量為562.97g。

①請(qǐng)計(jì)算上述稀釋后的H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與10%是否相符?(請(qǐng)寫出具體計(jì)算過程)
②若不符合,其可能的原因是。(注:若符合,此問不作答)

【答案】
(1)120
(2)左邊試管內(nèi)玻璃管中的紅墨水水柱向上移動(dòng)得快,不合理,因?yàn)樗枚趸i和水泥塊的形狀(或顆粒大。┎煌
(3)不符合,有少量生成的氧氣滯留在廣口瓶中(或原來30%的過氧化氫溶液中有部分 H2O2 已經(jīng)分解,造成濃度降低或其他合理答案)
【解析】(1)設(shè)加入水的質(zhì)量為x(溶液密度為1.2g/cm3也就是1.2g/mL)

由于稀釋過程中溶質(zhì)的質(zhì)量不變,50mL×1.2g/mL×30%=(50mL×1.2g/mL+x)×10%

x=120g折合體積為120mL.(2)小麗同學(xué)用上述稀釋后的H2O2溶液和圖二裝置探究不同物質(zhì)對(duì)H2O2的催化效果是否相同。設(shè)計(jì)意圖是借助生成氧氣的速度判斷催化劑的效果,所以她關(guān)注氣泡的生成速度或者是單位時(shí)間內(nèi)紅色墨水的上移的速度。實(shí)驗(yàn)中她看到左側(cè)試管比右側(cè)試管中產(chǎn)生氣泡的速率快,此外還觀察到 左邊試管內(nèi)玻璃管中的紅墨水水柱向上移動(dòng)得快,說明MnO2對(duì)此反應(yīng)的催化效果比水泥好。由于對(duì)比實(shí)驗(yàn)中要控制除探究要素之外的要素保持一致,本實(shí)驗(yàn)是探究不同物質(zhì)的催化效果,所以除了物質(zhì)品種不同以外,物質(zhì)的顆粒大小或者形狀等應(yīng)該幾乎完全相同,而不能有明顯的差異,F(xiàn)在題目所用物質(zhì)一個(gè)是粉末一個(gè)是塊狀的,所以該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得,氧氣的質(zhì)量=564.57g-562.97g=1.6g

設(shè)50g過氧化氫溶液中含有H2O2的質(zhì)量為x

2H2O2 2H2O+

O2

68

32

x

1.6g

x=3.4g

所用過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%=6.8%<10%

與稀釋后的溶液濃度不符合

不符合原因一方面是現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)本身有關(guān),如有少量生成的氧氣滯留在廣口瓶中,另外還可能是過氧化氫久置所致導(dǎo)致部分的過氧化氫分解。、
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握各物質(zhì)間質(zhì)量比=系數(shù)×相對(duì)分子質(zhì)量之比才能正確解答此題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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