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4. 实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如图所示。
(1)反应生成氧气的质量为
(2)参加反应的过氧化氢的质量是多少？(写出计算过程)
(1)反应生成氧气的质量为
1.6
g，二氧化锰的作用是催化作用
。(2)参加反应的过氧化氢的质量是多少？(写出计算过程)
答案
(1)1.6 催化作用
(2)解:设参加反应的过氧化氢的质量为x。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
68 32
x 1.6 g
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=3.4\ \mathrm{g}$
答:参加反应的过氧化氢的质量为3.4 g。
(2)解:设参加反应的过氧化氢的质量为x。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
68 32
x 1.6 g
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=3.4\ \mathrm{g}$
答:参加反应的过氧化氢的质量为3.4 g。
解析
【分析】
首先，根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量之差即为生成氧气的质量，由此可算出氧气质量；二氧化锰在过氧化氢分解反应中作为催化剂，起催化作用。计算参加反应的过氧化氢质量时，需先写出反应的化学方程式，再利用生成氧气的质量，结合化学方程式中各物质的质量比进行计算。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前物质总质量为70g，反应后总质量为68.4g，所以生成氧气的质量为：$70\ \mathrm{g} - 68.4\ \mathrm{g} = 1.6\ \mathrm{g}$；二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，作用是催化作用。
(2) 设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
过氧化氢分解的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
该反应中，过氧化氢与氧气的质量比为$68:32$，已知生成氧气的质量为$1.6\ \mathrm{g}$，列比例式：
$\dfrac{68}{32} = \dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \dfrac{68 × 1.6\ \mathrm{g}}{32} = 3.4\ \mathrm{g}$
【答案】
(1) 1.6；催化作用
(2) 参加反应的过氧化氢的质量为3.4 g
【知识点】
质量守恒定律；催化剂；根据化学方程式计算
【点评】
本题结合图像考查质量守恒定律的应用和化学方程式计算，属于化学基础计算题型，需掌握质量守恒的应用方法和化学方程式计算的规范步骤，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先，根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量之差即为生成氧气的质量，由此可算出氧气质量；二氧化锰在过氧化氢分解反应中作为催化剂，起催化作用。计算参加反应的过氧化氢质量时，需先写出反应的化学方程式，再利用生成氧气的质量，结合化学方程式中各物质的质量比进行计算。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前物质总质量为70g，反应后总质量为68.4g，所以生成氧气的质量为：$70\ \mathrm{g} - 68.4\ \mathrm{g} = 1.6\ \mathrm{g}$；二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，作用是催化作用。
(2) 设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
过氧化氢分解的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
该反应中，过氧化氢与氧气的质量比为$68:32$，已知生成氧气的质量为$1.6\ \mathrm{g}$，列比例式：
$\dfrac{68}{32} = \dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \dfrac{68 × 1.6\ \mathrm{g}}{32} = 3.4\ \mathrm{g}$
【答案】
(1) 1.6；催化作用
(2) 参加反应的过氧化氢的质量为3.4 g
【知识点】
质量守恒定律；催化剂；根据化学方程式计算
【点评】
本题结合图像考查质量守恒定律的应用和化学方程式计算，属于化学基础计算题型，需掌握质量守恒的应用方法和化学方程式计算的规范步骤，难度适中。
【难度系数】
0.6
5. 为测定某生铁中铁的含量，小高进行了如下实验：称取5.7 g样品，放入质量为50.0 g的烧杯中，再往烧杯中加入50.0 g稀硫酸（杂质既不与稀硫酸反应，也不溶于水，铁与稀硫酸反应的化学方程式为$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$）并进行了四次称量，记录数据如下。
(1)反应产生氢气的总质量为
(2)求该生铁中铁的质量分数（写出计算过程，结果保留到0.1%）。
(1)反应产生氢气的总质量为
0.2
g。(2)求该生铁中铁的质量分数（写出计算过程，结果保留到0.1%）。
答案
(1)0.2
(2)解:设该生铁中铁的质量为x。
$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
56 2
x 0.2 g
$\dfrac{56}{2}=\dfrac{x}{0.2\ \mathrm{g}}$
$x=5.6\ \mathrm{g}$
该生铁中铁的质量分数为$\dfrac{5.6\ \mathrm{g}}{5.7\ \mathrm{g}}×100\%\approx98.2\%$
答:该生铁中铁的质量分数约为98.2%。
(2)解:设该生铁中铁的质量为x。
$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
56 2
x 0.2 g
$\dfrac{56}{2}=\dfrac{x}{0.2\ \mathrm{g}}$
$x=5.6\ \mathrm{g}$
该生铁中铁的质量分数为$\dfrac{5.6\ \mathrm{g}}{5.7\ \mathrm{g}}×100\%\approx98.2\%$
答:该生铁中铁的质量分数约为98.2%。
解析
【分析】
要解决本题，首先利用质量守恒定律，反应前后总质量的差值为生成氢气的质量（氢气逸出，杂质不参与反应）；再根据铁与稀硫酸反应的化学方程式，由氢气质量计算生铁中铁的质量，最后计算铁的质量分数。具体步骤：1. 确定反应完全时的总质量，计算氢气质量；2. 利用化学方程式中Fe与H₂的质量比，列比例式求铁的质量；3. 计算铁的质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前总质量 = 样品质量 + 烧杯质量 + 稀硫酸质量$ = 5.7\ \mathrm{g} + 50.0\ \mathrm{g} + 50.0\ \mathrm{g} = 105.7\ \mathrm{g}$；反应进行到$t_3$时总质量不再变化$（t_3$和$t_4$均为$105.5\ \mathrm{g}）$，说明反应完全，生成氢气的质量 = 反应前总质量 - 反应后总质量$ = 105.7\ \mathrm{g} - 105.5\ \mathrm{g} = 0.2\ \mathrm{g}$。
(2) 设生铁中铁的质量为x。
$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$
相对质量：\ \ 56\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
要解决本题，首先利用质量守恒定律，反应前后总质量的差值为生成氢气的质量（氢气逸出，杂质不参与反应）；再根据铁与稀硫酸反应的化学方程式，由氢气质量计算生铁中铁的质量，最后计算铁的质量分数。具体步骤：1. 确定反应完全时的总质量，计算氢气质量；2. 利用化学方程式中Fe与H₂的质量比，列比例式求铁的质量；3. 计算铁的质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前总质量 = 样品质量 + 烧杯质量 + 稀硫酸质量$ = 5.7\ \mathrm{g} + 50.0\ \mathrm{g} + 50.0\ \mathrm{g} = 105.7\ \mathrm{g}$；反应进行到$t_3$时总质量不再变化$（t_3$和$t_4$均为$105.5\ \mathrm{g}）$，说明反应完全，生成氢气的质量 = 反应前总质量 - 反应后总质量$ = 105.7\ \mathrm{g} - 105.5\ \mathrm{g} = 0.2\ \mathrm{g}$。
(2) 设生铁中铁的质量为x。
$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$
相对质量：\ \ 56\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
