Question

用过氧化氢溶液制取氧气。某化学兴趣小组同学用实验室存放较长时间的溶质质量分数为30%的H₂O₂溶液（如图一 ），进行如下实验：

（1）小亮从瓶中取出50mL溶液，稀释成10%的H₂O₂溶液待用，理论上他需要加水_____mL。

（2）小丽同学用上述稀释后的H₂O₂ ，溶液和图二装置，探究不同物质对H₂O₂的催化效果是否相同。实验中看到_____，说明MnO₂对此反应的催化效果比水泥好。请判断该实验设计是否合理并说明理由：_____。

（3）小杰同学用图E装置测定上述稀释后的H₂O₂溶液的溶质质量分数是否为10% ，反应前他在分液漏斗中加入50g稀释后的H₂O₂溶液，在干燥管中加入足量无水氯化钙用于吸水），并在广口瓶中加入适量的MnO₂粉末，共称得装置和药品的总质量为564 .5g。打开分液漏斗活塞，使H₂O₂溶液全部流入瓶中，迅速关紧活塞，待反应结束后，称得装置及其内所有物质的总质量为562.9g。请计算：

①上述实验过程中产生氧气的质量为_____。

②实验测得过氧化氢溶液的溶质质量分数为_____。

③图三中若无干燥管则测得的过氧化氢溶液的溶质质量分数将比实际值_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

④稀释后的H₂O₂溶液的溶质质量分数与10%不符合，其可能的原因是_____。

Answer

120 左侧红墨水上升速度比右侧快，最终者上升距离相同 不合理，催化剂的表面积不同，也会对催化效果造成影响 1.6 6.8% 偏大 量取水时仰视读数（其他合理均可）

【解析】

（1）设理论上需要加水的质量为x
50mL×1.2g/cm3×30%=（50mL×1.2g/cm3+x）×10%

x=120g，即120mL水；
（2）通过题干信息可知，二氧化锰和水泥块对过氧化氢的分解都有催化作用，并且二氧化锰比水泥块对过氧化氢的催化效果好，所以实验中观察到的现象为：左侧红墨水上升速度比右侧快，最终上升的高度相等；根据控制变量实验法可知，除了物质的种类不同外其他条件都要相同，但是二氧化锰是粉末，水泥块是块状，催化剂的表面积不同，所以不合理；
（3）①生成氧气的质量为：564.5g-562.9g=1.6g；
②设生成1.6g氧气需要过氧化氢的质量为x

x=3.4g
过氧化氢溶液的溶质质量分数为：×100%=6.8%
③如果没有干燥管会有一部分水蒸气和氧气一起逸出而看作是生成的氧气，会使算出来的过氧化氢的质量偏大，从而造成过氧化氢溶液中溶质的质量分数偏大；
④稀释后的H2O2溶液的溶质质量分数与10%不符合，其可能的原因是：量取水时仰视读数

（1）120；
（2）左侧红墨水上升速度比右侧快，最终上升的高度相等；不合理，催化剂的表面积不同，也会对催化效果造成影响；
（3）①1.6g；
②6.8%；
③偏大；
④量取水时仰视读数。