Question

如右圖所示，有人制作了一個家庭制氧裝置。該制氧裝置由2個可樂瓶、2根軟管連接而成。制氧時，先在甲瓶中加入20 g的水，再往甲瓶中加入157 g過氧碳酸鈉(化學式為2Na₂CO₃·3H₂O₂，相對分子質(zhì)量為314)和少量二氧化錳，產(chǎn)生的氣體通過軟管從乙瓶導(dǎo)出，即可供人吸氧。在甲瓶中發(fā)生的化學反應(yīng)方程式為：

（1）這包總質(zhì)量為157 g的過氧碳酸鈉完全反應(yīng)，理論上可
生成多少克氧氣? 多少克H₂O?
（2）完全反應(yīng)后，甲瓶溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。(計算結(jié)果精確到0.1%)

Answer 1

（1）24g氧氣，27gH₂O  （2）69.3%

試題分析：（1）依據(jù)過氧碳酸鈉分解的反應(yīng)方程式，利用過氧碳酸鈉與氧氣、水的質(zhì)量比，由過氧碳酸鈉的質(zhì)量可求出生成氧氣和水的質(zhì)量。
（2）再依據(jù)反應(yīng)方程式中過氧碳酸鈉與碳酸鈉的質(zhì)量比，可求出生成的碳酸鈉的質(zhì)量；最后依據(jù)質(zhì)量守恒定律，可求出反應(yīng)剩余的溶液的總質(zhì)量，即可求出反應(yīng)后溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。
解：設(shè)這包總質(zhì)量為157 g的過氧碳酸鈉完全反應(yīng),理論上可生成氧氣和H₂O的質(zhì)量分別是x、y，Na₂CO₃的質(zhì)量為z。
2Na₂CO₃·3H₂O₂2Na₂CO₃＋3H₂O＋O₂↑
314                212     54    48
157g               z      y    x
,解得x=24g
,解得y=27g
,解得z=106g
（2）依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，完全反應(yīng)后溶液的質(zhì)量=157g＋20g–24g=153g
所以，完全反應(yīng)后，甲瓶中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)=×100%=69.3%
答：理論上可生成24g氧氣，27gH₂O，完全反應(yīng)后，甲瓶溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為69.3%。
點評：此題是關(guān)于化學方程式及溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算題，要求學生要有較強的分析能力；本題難度不大，能根據(jù)相關(guān)的化學反應(yīng)方程式，并依據(jù)已知量對未知的應(yīng)求量進行求解計算即可，注意解題要規(guī)范。