Question

化學(xué)實驗室常用3%的H₂O₂溶液來制取氧氣，小亮和小君欲用3%的H₂O₂溶液來制取干燥的氧氣，小亮使用的是左下裝置圖，小君使用的是右下裝置圖．試回答：

（1）小君同學(xué)使用的裝置是不合理的，原因是

制得的氣體沒有干燥

；
（2）兩裝置的B儀器中應(yīng)盛放的物質(zhì)是

濃硫酸

；
（3）從嚴(yán)格意義上說，小亮使用的收集裝置也不盡合理，理由是

空氣中含有水蒸氣

．
（4）當(dāng)H₂O₂完全分解時，液體中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會增加

0.1

%（保留到小數(shù)點后1位）．

Answer 1

分析：（1）結(jié)合題意分析，制取干燥的氧氣通常選用排空氣法；
（2）濃硫酸具有吸水性，是常用的液體干燥劑；
（3）從實驗的目的結(jié)合實驗裝置進(jìn)行分析；
（4）雙氧水溶液的溶質(zhì)和溶劑里都含有氧元素，先假設(shè)溶液質(zhì)量為100g，分別計算出雙氧水和水中H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，再根據(jù)氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

過氧化氫和水中氫元素的質(zhì)量之和

溶液的質(zhì)量

×100%計算出原溶液中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；根據(jù)雙氧水分解的化學(xué)方程式可知，當(dāng)雙氧水完全分解時，氣體逸出，溶液質(zhì)量減少，而液體中氫元素的質(zhì)量不變，原溶液的質(zhì)量減去生成氣體的質(zhì)量就是反應(yīng)后溶液質(zhì)量，再根據(jù)反應(yīng)后氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

氫元素的質(zhì)量

溶液的質(zhì)量

×100%，兩個質(zhì)量分?jǐn)?shù)之差就是液體中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加的數(shù)值．

解答：解：（1）要得到干燥的氧氣，不能用排水法，這樣制得的氣體中含有水分；
（2）氧氣與濃硫酸不反應(yīng)，可以使用濃硫酸做干燥劑；
（3）空氣中也含有水蒸氣，故小亮使用的裝置所收集的氧氣也含有少量水蒸氣；
（4）設(shè)雙氧水溶液的總質(zhì)量為100g，則雙氧水為3g，水為97g，
過氧化氫中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

2

34

×100%=5.9%
水中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

2

18

×100%=11.1%
∴氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

3g×5.9%+97g×11.1%

100g

×100%≈10.98%≈11.0%；
     設(shè)：生成氧氣的質(zhì)量為x，
2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
68              32
3g                x

68

32

=

3g

x

x≈1.41g
由于氫元素的質(zhì)量保持不變，所以仍為100g×10.98%=10.98g
∴反應(yīng)后液體中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

10.98g

100g-1.41g

×100%≈11.1%，
∴液體中的氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加11.1%-11.0%=0.1%．
故答案為：
（1）制得的氣體不干燥；
（2）濃硫酸；
（3）空氣中含有水蒸氣；
（4）0.1%．

點評：本題能較好的考查學(xué)生學(xué)生運(yùn)用化學(xué)式和化學(xué)方程式以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計算的能力，并考查了依據(jù)題意對于裝置的分析評價，氣體的干燥等知識．