1. 用$68\ {g}质量分数为5\%$的过氧化氢溶液在二氧化锰(${MnO_{2}}$)的催化下制取氧气,以下说法不正确的是( )
A.过氧化氢溶液中溶质的质量为$3.4\ {g}$
B.二氧化锰可以回收利用
C.完全反应可以产生$1.6\ {g}$氧气
D.二氧化锰不仅能加快反应的速率,还能增加生成氧气的质量
A.过氧化氢溶液中溶质的质量为$3.4\ {g}$
B.二氧化锰可以回收利用
C.完全反应可以产生$1.6\ {g}$氧气
D.二氧化锰不仅能加快反应的速率,还能增加生成氧气的质量
答案
D
解析
本题可根据溶质质量的计算方法、催化剂的特点以及根据化学方程式的计算来逐一分析选项。
选项A:计算过氧化氢溶液中溶质的质量
根据公式“溶质质量$=$溶液质量$×$溶质质量分数”,已知过氧化氢溶液质量为$68g$,溶质质量分数为$5\%$,则过氧化氢溶液中溶质的质量为$68g×5\% = 3.4g$,该选项正确。
选项B:判断二氧化锰是否可以回收利用
在该反应中二氧化锰是催化剂,催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,所以二氧化锰可以回收利用,该选项正确。
选项C:计算完全反应产生氧气的质量
设完全反应产生氧气的质量为$x$。
过氧化氢分解的化学方程式为$2H_{2}O_{2}\stackrel{MnO_{2}}{=\!=\!=}2H_{2}O + O_{2}\uparrow$,根据化学方程式可知过氧化氢与氧气的质量比为$(2×34):32 = 68:32$。
已知过氧化氢溶质质量为$3.4g$,则可列出$\dfrac{68}{32}=\dfrac{3.4g}{x}$,解得$x = 1.6g$,该选项正确。
选项D:分析二氧化锰对反应速率和生成氧气质量的影响
二氧化锰是催化剂,能改变化学反应速率,在本题中是加快反应速率,但催化剂只能改变化学反应速率,不能增加生成物的质量,所以二氧化锰不能增加生成氧气的质量,该选项错误。
选项A:计算过氧化氢溶液中溶质的质量
根据公式“溶质质量$=$溶液质量$×$溶质质量分数”,已知过氧化氢溶液质量为$68g$,溶质质量分数为$5\%$,则过氧化氢溶液中溶质的质量为$68g×5\% = 3.4g$,该选项正确。
选项B:判断二氧化锰是否可以回收利用
在该反应中二氧化锰是催化剂,催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,所以二氧化锰可以回收利用,该选项正确。
选项C:计算完全反应产生氧气的质量
设完全反应产生氧气的质量为$x$。
过氧化氢分解的化学方程式为$2H_{2}O_{2}\stackrel{MnO_{2}}{=\!=\!=}2H_{2}O + O_{2}\uparrow$,根据化学方程式可知过氧化氢与氧气的质量比为$(2×34):32 = 68:32$。
已知过氧化氢溶质质量为$3.4g$,则可列出$\dfrac{68}{32}=\dfrac{3.4g}{x}$,解得$x = 1.6g$,该选项正确。
选项D:分析二氧化锰对反应速率和生成氧气质量的影响
二氧化锰是催化剂,能改变化学反应速率,在本题中是加快反应速率,但催化剂只能改变化学反应速率,不能增加生成物的质量,所以二氧化锰不能增加生成氧气的质量,该选项错误。
2. 在反应${2A + 5B\xlongequal{}2C + 4D}$中,${C}$、${D}的化学式量之比为9:22$。若$2.6\ {g}\ {A}与{B}$完全反应后,生成$8.8\ {g}\ {D}$,则在此反应中${B}与{D}$的质量比为( )
A.$4:9$
B.$8:11$
C.$10:11$
D.$31:44$
A.$4:9$
B.$8:11$
C.$10:11$
D.$31:44$
答案
C
解析
设C的化学式量为9x,D的化学式量为22x。根据化学方程式,C、D的质量比为(2×9x):(4×22x)=18x:88x=9:44。设生成C的质量为m,由9:44=m:8.8g,得m=1.8g。根据质量守恒定律,参加反应的B的质量为1.8g+8.8g-2.6g=8g。则B与D的质量比为8g:8.8g=10:11。
3. 加热$6.32\ {g}\ {KMnO_{4}}$,当剩余物的质量为$5.68\ {g}$时,停止加热,则剩余物中含有的物质是( )
A.${KMnO_{4}}$
B.${KMnO_{4}}$、${K_{2}MnO_{4}}$、${MnO_{2}}$
C.${K_{2}MnO_{4}}$、${MnO_{2}}$
D.${KMnO_{4}}$、${K_{2}MnO_{4}}$
A.${KMnO_{4}}$
B.${KMnO_{4}}$、${K_{2}MnO_{4}}$、${MnO_{2}}$
C.${K_{2}MnO_{4}}$、${MnO_{2}}$
D.${KMnO_{4}}$、${K_{2}MnO_{4}}$
答案
C
解析
根据质量守恒定律,生成氧气的质量为6.32g - 5.68g = 0.64g。设6.32g KMnO₄完全分解生成O₂的质量为x。
化学方程式:2KMnO₄$\xlongequal{\Delta}$K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
$\frac{2×158}{32}=\frac{6.32g}{x}$,解得x=0.64g,与生成氧气质量相等,说明KMnO₄完全分解,剩余物为K₂MnO₄和MnO₂。
化学方程式:2KMnO₄$\xlongequal{\Delta}$K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
$\frac{2×158}{32}=\frac{6.32g}{x}$,解得x=0.64g,与生成氧气质量相等,说明KMnO₄完全分解,剩余物为K₂MnO₄和MnO₂。
4. $240\ {g}$氧化钙和碳酸钙的固体混合物在高温条件下煅烧(反应的化学方程式为${CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$),充分反应后剩余固体的质量为$168\ {g}$,则原混合物中钙元素的质量分数为( )
A.$50\%$
B.$25\%$
C.$85\%$
D.$80\%$
A.$50\%$
B.$25\%$
C.$85\%$
D.$80\%$
答案
A
解析
根据质量守恒定律,反应生成CO₂的质量为240g - 168g = 72g。反应后剩余固体为CaO,其中钙元素质量等于原混合物中钙元素质量。CaO中钙元素质量分数为$\frac{40}{40+16}=\frac{5}{7}$,则剩余固体中钙元素质量为$168g×\frac{5}{7}=120g$。原混合物中钙元素质量分数为$\frac{120g}{240g}×100\% = 50\%$。
5. (2024·陕西中考)学习小组用一瓶长久放置、标签标示溶质质量分数为$5\%$的过氧化氢溶液制取氧气,并用如图所示方法测定实验产生氧气的质量。

通过计算说明实验所用过氧化氢溶液中溶质质量分数与标签标示的$5\%$是否一致。(写出计算过程)
通过计算说明实验所用过氧化氢溶液中溶质质量分数与标签标示的$5\%$是否一致。(写出计算过程)
答案
生成氧气的质量:400.0g - 398.4g = 1.6g
设参加反应的过氧化氢质量为x
2H₂O₂$\frac{\underline{MnO_2}}{}$2H₂O + O₂↑
68 32
x 1.6g
$\frac{68}{32}=\frac{x}{1.6g}$
x=3.4g
所用过氧化氢溶液质量:400.0g - 300.0g = 100.0g
溶质质量分数:$\frac{3.4g}{100.0g}×100\%=3.4\%$
3.4% < 5%,不一致
答:实验所用过氧化氢溶液中溶质质量分数与标签标示的5%不一致。
设参加反应的过氧化氢质量为x
2H₂O₂$\frac{\underline{MnO_2}}{}$2H₂O + O₂↑
68 32
x 1.6g
$\frac{68}{32}=\frac{x}{1.6g}$
x=3.4g
所用过氧化氢溶液质量:400.0g - 300.0g = 100.0g
溶质质量分数:$\frac{3.4g}{100.0g}×100\%=3.4\%$
3.4% < 5%,不一致
答:实验所用过氧化氢溶液中溶质质量分数与标签标示的5%不一致。
6. 某同学为测定实验室中氯酸钾样品的纯度,取$2.5\ {g}该样品与0.5\ {g}$二氧化锰混合,加热该混合物$t_{1}$时间后冷却(假设杂质不参与反应),称量剩余固体的质量。重复以上操作,依次称得加热$t_{2}$、$t_{3}$、$t_{4}$时间后剩余固体的质量,记录的实验数据如下表:
|加热时间|$t_{1}$|$t_{2}$|$t_{3}$|$t_{4}$|
|剩余固体质量/${g}$|$2.12$|$2.08$|$2.04$|$2.04$|

(1)加热时间为$t_{3}$时,氯酸钾是否已经完全反应?______(填“是”或“否”)。
(2)求完全反应后产生氧气的质量。
(3)求该样品中氯酸钾的质量分数。
|加热时间|$t_{1}$|$t_{2}$|$t_{3}$|$t_{4}$|
|剩余固体质量/${g}$|$2.12$|$2.08$|$2.04$|$2.04$|
(1)加热时间为$t_{3}$时,氯酸钾是否已经完全反应?______(填“是”或“否”)。
(2)求完全反应后产生氧气的质量。
(3)求该样品中氯酸钾的质量分数。
答案
(1) 是
(2) 完全反应后产生氧气的质量:
根据质量守恒定律,氧气质量 = 初始质量 - 剩余固体质量 = $2.5\ g + 0.5\ g - 2.04\ g = 0.96\ g$
(3) 设样品中氯酸钾的质量为 $x$。
化学反应方程式:
$2KClO_3 \overset{MnO_2}{\underset{\Delta}{=}} 2KCl + 3O_2 \uparrow$
摩尔质量关系:
$2 × 122.5 = 245 \quad \mathrm{氯酸钾}$
$3 × 32 = 96 \quad \mathrm{氧气}$
质量关系:
$\frac{245}{96} = \frac{x}{0.96\ g}$
解得:
$x = \frac{245 × 0.96}{96} = 2.45\ g$
样品中氯酸钾的质量分数:
$\frac{2.45\ g}{2.5\ g} × 100\% = 98\%$
答:该样品中氯酸钾的质量分数为 $98\%$。
(2) 完全反应后产生氧气的质量:
根据质量守恒定律,氧气质量 = 初始质量 - 剩余固体质量 = $2.5\ g + 0.5\ g - 2.04\ g = 0.96\ g$
(3) 设样品中氯酸钾的质量为 $x$。
化学反应方程式:
$2KClO_3 \overset{MnO_2}{\underset{\Delta}{=}} 2KCl + 3O_2 \uparrow$
摩尔质量关系:
$2 × 122.5 = 245 \quad \mathrm{氯酸钾}$
$3 × 32 = 96 \quad \mathrm{氧气}$
质量关系:
$\frac{245}{96} = \frac{x}{0.96\ g}$
解得:
$x = \frac{245 × 0.96}{96} = 2.45\ g$
样品中氯酸钾的质量分数:
$\frac{2.45\ g}{2.5\ g} × 100\% = 98\%$
答:该样品中氯酸钾的质量分数为 $98\%$。
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