Question

近年来，随着食品行业的日益发展，对食品级双氧水的需求也越来越多，尤其是乳品行业，无菌包装的纯牛奶、酸牛奶，其无菌包装的消毒杀菌必须要使用食品级双氧水．请你设计一定量实验，检验某企业生产的食品级双氧水是否达到外包装上标明的含H₂O₂35%（即每100g双氧水中含35g H₂O₂），把具体的方案写出来（包括实验步骤、计算过程）．

Answer 1

解：根据双氧水分解产生氧气的化学方程式，已知氧气的质量可求出双氧水的质量，实验前称取一定量食品级双氧水，用双氧水的质量除以双氧水溶液的质量即为其浓度．故可设计如下实验．取少量二氧化锰于一烧杯中，称得该烧杯的质量为m₁，称取10g该双氧水样品于另一烧杯（质量为m₂）中，将双氧水倒入二氧化锰中．待反应至不再有气泡产生时，称得两烧杯和剩余物质的质量之和为m₃，则生成氧气的质量为m₁+m₂+10g-m₃，根据氧气质量求出双氧水质量．
故答案为：（1）准备好烧杯、托盘天平、二氧化锰．
（2）取少量二氧化锰于一烧杯中，称得该烧杯的质量为m₁，称取10g该双氧水样品于另一烧杯（质量为m₂）中，将双氧水倒入二氧化锰中．
（3）待反应至不再有气泡产生时，称得两烧杯和剩余物质的质量之和为m₃，则生成氧气的质量为m₁+m₂+10g-m₃，
设参加反应的过氧化氢的质量为x，根据化学方程式计算
2H₂O₂ 2H₂O+O₂↑
2×34 32
x m₁+m₂+10g-m₃
2×34：32=x：（m₁+m₂+10g-m₃）
求得x若小于3.5g，说明该双氧水中的H₂O₂含量未达到外包装上标明的35%
（方案合理即可得分，实验仪器、实验步骤、计算方法应与选择的方案匹配．）
分析：设定定量实验检验食品级双氧水的浓度，也就是双氧水溶液中溶质质量分数，可称取一定量食品级双氧水溶液分解，通过测定氧气的质量而求出双氧水的质量，进而求出双氧水的浓度．
点评：此题是实验设计与化学方程式计算相结合的题目，设计该实验的关健是分析清楚双氧水浓度即为一定量溶液中双氧水的质量，只要称取一定量双氧水溶液让其充分分解，称量反应后的总质量，前后质量差即为氧气质量，根据氧气质量求出双氧水质量．