双氧水是过氧化氢的水溶液,一定溶质质量分数的双氧水可用于医疗消毒.某瓶双氧水中氢元素与氧元素的质量比为1:10,则该瓶双氧水中溶质的质量分数为(  )A. 3.1%B. 30%C. 35.2%D. 38.6%

问题描述:

双氧水是过氧化氢的水溶液,一定溶质质量分数的双氧水可用于医疗消毒.某瓶双氧水中氢元素与氧元素的质量比为1:10,则该瓶双氧水中溶质的质量分数为(  )
A. 3.1%
B. 30%
C. 35.2%
D. 38.6%

方法一
    取双氧水溶液100g,设其中的H2O2质量为X,则H2O的质量为100g-X
    H2O2中氢元素的质量为:

2
34
X            氧元素的质量为:
32
34
X
   H2O中氢元素的质量为:
2
18
(100g-X)    氧元素的质量为:
16
18
(100g-X)
由题意得:
2
34
X+
2
18
(100g−X)
32
34
X+
16
18
(100g−X) 
=
1
10
       解得:X=38.6g
  溶液的溶质质量分数=
38.6g
100g
×100%=38.6%.
   方法二 
设溶液中H2O2和H2O的分子个数比为X:Y,
(2X+2Y)×1
(2X+Y)×16
=
1
10
  解得:
X
Y
=
1
3
,即溶液中H2O2 和 H2O的分子个数比为1:3
溶液的溶质质量分数=
34
34+18×3
×100%=38.6%.
答案解析:溶质质量分数=
溶质的质量
溶液的质量
×100%=
溶质的质量
溶质的质量+溶剂的质量
×100%,因此要求双氧水中溶质的质量分数,必须知道溶质的质量和溶液的质量或溶剂的质量.
该题可用特殊值法解答,取溶液质量100g,设溶质质量为X,则溶剂质量为100g-X,然后根据双氧水的化学式计算氢和氧的质量,用X代数式表示;再根据水的化学式计算氢和氧的质量,也用X代数式表示.然后根据题意氢氧元素质量比为1:10,列方程解出X值,再求溶质质量分数.
该题也可从微观角度考虑,设该溶液中溶质与溶剂的分子个数比为X:Y,依据化学式:H2O2  H2O和题意可列式如下:
(2X+2Y)×1
(2X+Y)×16
=
1
10
,得出
X
Y
=
1
3
,即溶液中H2O2 和 H2O的分子个数比为1:3,那么1个H2O2 分子的质量可看作溶质的质量,3个 H2O分子的质量看做溶剂的质量,即可求出溶质质量分数.
考试点:有关溶质质量分数的简单计算;元素质量比的计算.
知识点:该题主要考查溶质质量分数的定义及相关计算,从微观角度解答,计算更简单.