Question

化學實驗室常用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）小君同學使用的裝置是不合理的，原因是

 

．
（2）兩裝置的B儀器中應盛放的物質是

 

．
（3）從嚴格意義上說，小亮使用的收集裝置也不盡合理，理由是

 

．
（4）3%的H₂O₂溶液中，氫元素的質量分數為

 

，當H₂O₂完全分解時，液體中氫元素的質量分數增加

 

%．（保留到小數點后l位）

Answer 1

分析：（1）收集氣體時根據氣體的溶解性和密度選擇收集方法；（2）濃硫酸和氫氧化鈉固體都具有吸水性，可以用作干燥劑；（3）從實驗的目的進行分析；（4）因為雙氧水溶液的溶質和溶劑里都含有氧元素，故需先假設溶液質量為100g，分別計算出H₂O₂和H₂O中H元素的質量分數，再根據氫元素的質量分數=

過氧化氫和水中H元素的質量之和

溶液質量的總質量

×100%計算即可；根據雙氧水分解的化學方程式可知，當雙氧水完全分解時，氣體逸出，溶液質量減少，故這時液體中氫元素的質量不變，原溶液的質量減去生成氣體的質量就是反應后溶液質量，再根據反應后氫元素的質量分數=

氫元素的質量

溶液的質量

×100%，兩個質量分數之差就是液體中氫元素的質量分數增加的數值．

解答：解：（1）因為要得到干燥的氫氣，就不能用排水法；（2）氧氣與濃硫酸不反應，可以使用濃硫酸做干燥劑；（3）因空氣中含有水蒸氣，故小亮使用的裝置收集的氧氣也不是太干燥；（4）根據雙氧水的化學式H₂O₂可得H元素的質量分數為：

2

34

×100%≈5.9%，H₂O中H元素的質量分數為

2

18

×100%≈11.1%，
解：設總質量為100g，則雙氧水（H₂O₂）為3g，水（H₂O）為97g，
∴氫元素的質量分數為：

3×5.9%+97×11.1%

100

×100%≈10.98%≈11.0%；
②設：生成O₂質量為x，
2H₂O₂═2H₂O+O₂↑
68         32
3          x

68

32

=

3

x

解之得：x≈1.41g

10.98

100-1.41

×100%≈11.1%，
液體中的氫元素的質量分數增加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）11.0%； 0.1%．

點評：本題從實驗裝置，制取干燥氣體的順序，如何收集氣體等方面考查了氧氣的實驗室制法，同時考察了學生運用化學式和化學方程式以及質量分數公式進行計算的能力．