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，相對分子質量為314)和少量二氧化錳，產生的氣體通過軟管從乙瓶導出，即可供人吸氧。在甲瓶中發生的化學反應方程式為：

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

Answer 1

（1）24g氧氣，27gH₂O  （2）69.3%

試題分析：（1）依據過氧碳酸鈉分解的反應方程式，利用過氧碳酸鈉與氧氣、水的質量比，由過氧碳酸鈉的質量可求出生成氧氣和水的質量。
（2）再依據反應方程式中過氧碳酸鈉與碳酸鈉的質量比，可求出生成的碳酸鈉的質量；最后依據質量守恒定律，可求出反應剩余的溶液的總質量，即可求出反應后溶質的質量分數。
解：設這包總質量為157 g的過氧碳酸鈉完全反應,理論上可生成氧氣和H₂O的質量分別是x、y，Na₂CO₃的質量為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）依據質量守恒定律可知，完全反應后溶液的質量=157g＋20g–24g=153g
所以，完全反應后，甲瓶中Na₂CO₃的質量分數=×100%=69.3%
答：理論上可生成24g氧氣，27gH₂O，完全反應后，甲瓶溶液中溶質質量分數為69.3%。
點評：此題是關于化學方程式及溶質質量分數的計算題，要求學生要有較強的分析能力；本題難度不大，能根據相關的化學反應方程式，并依據已知量對未知的應求量進行求解計算即可，注意解題要規范。