模块 7 · 空气、水与溶液练习题 · Air, Water, and Solutions

结果偏小，说明进入集气瓶的水少了：红磷不足，氧气没有耗尽；装置漏气，外面的空气补了进来；没冷却就打开弹簧夹，瓶内气体受热膨胀，进的水也少。D、E 会使结果偏大：伸入太慢，瓶内空气受热跑出一部分；弹簧夹没夹紧，燃烧时瓶内气体从导管逸出。

红磷燃烧消耗瓶内的氧气，生成的 $\ce{P2O5}$ 是固体，瓶内气体减少的体积就是氧气的体积，冷却后进入同样体积的水：250 mL × 1/5 = 50 mL。

$\ce{MnO2}$ 是催化剂，它的质量不变。但氧气不断逸出，固体的总质量越来越小，所以 $\ce{MnO2}$ 在固体里的质量分数逐渐变大；氯酸钾分解完后，固体质量不再减少，质量分数也就不变了。比如 24.5 g 氯酸钾和 5 g 二氧化锰：开始时约 16.9%，反应结束时剩下 14.9 g KCl，约 25.1%。

铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体 $\ce{Fe3O4}$，溅落的熔融物温度很高，直接落在玻璃瓶底会使瓶底炸裂。铁燃烧不生成气体，所以不是为了吸收气体；硫燃烧时瓶底放水，才是为了吸收有毒的 $\ce{SO2}$。

$\ce{2H2O ->[\text{通电}]}$ $\ce{2H2 ^ +}$ $\ce{O2 ^}$。正极产生氧气，负极产生氢气（“正氧负氢”），氢气和氧气的体积比约为 2 : 1（等于方程式中的系数比）。所以负极得到 10 mL × 2 = 20 mL 氢气。

加溶质、恒温蒸发溶剂，对任何溶液都能使它变饱和。改变温度要看溶解度怎样变：氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小（0 °C 时 0.185 g，100 °C 时只有 0.077 g），所以要升温，而不是降温。加水只会让溶液更不饱和。

60 °C 时 100 g 水溶解 110 g 硝酸钾，饱和溶液 210 g。105 g 饱和溶液中有水 105 × 100/210 = 50 g，硝酸钾 55 g。冷却到 20 °C，50 g 水只能溶解 50 × 31.6/100 = 15.8 g，析出 55 − 15.8 = 39.2 g。注意题目给的是溶液的质量，不是水的质量。

硝酸钾的溶解度受温度影响很大（0 °C 13.3 g，100 °C 246 g），氯化钠的溶解度几乎不变（35.7 g → 39.8 g）。把混合物配成热的饱和溶液再冷却，大量硝酸钾析出，少量氯化钠仍留在溶液里，过滤就得到较纯的硝酸钾。蒸发结晶会让两者一起析出；两者都溶于水，过滤分不开。

稀释前后溶质的质量不变：50 g × 20% = 10 g。稀释后溶液的质量 = 10 g ÷ 5% = 200 g，加入的水 = 200 g − 50 g = 150 g。

先看能溶解多少：50 g 水最多溶解 50 × 34.0/100 = 17 g 氯化钾，20 g 没有全部溶解，得到的是饱和溶液，溶质只有 17 g。质量分数 = 17 ÷ (17 + 50) × 100% ≈ 25.4%。直接用 20 ÷ 70 会得到约 28.6%，这是错的：没溶解的固体不算溶液的一部分。