Question

“化學氧自救器”（又稱“自生氧防毒面具”），其使用的生氧劑（主要成分是KO₂）的作用原理為：4KO₂+2CO₂═2K₂CO₃+3O₂    某研究小組取100g生氧劑，放入裝置A中，加入足量水與生氧劑充分反應（化學方程式為：4KO₂+2H₂O═4KOH+3O₂↑），測定反應前后裝置A的總質量，他們進行了三次實驗．測定結果如下：

測定序號	第1次	第2次	第3次	平均值
反應前裝置A總質量（g）	400.1	400.2	399.7	400.0
反應后裝置A總質量（g）	368.1	368.1	367.8	368.0

請根據上述實驗結果計算：（假設雜質不與水反應產生氣體）
（1）100g生氧劑與足量水反應生成的氧氣質量；
（2）生氧劑中KO₂的質量分數；
（3）若成人每分鐘正常需氧量為0.32g，則能維持成人正常呼吸20分鐘的“化學氧自救器”，至少要裝入這種生氧劑多少克？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據題意可知，生氧劑與水反應前后的質量差為反應放出氧氣的質量；每次稱重時都會出現一定的誤差，因此使用三次稱重的平均值計算氧氣質量更科學更準確．
（2）可根據氧氣的質量，利用化學方程式計算出KO₂的質量，然后計算出質量分數．
（3）可根據20分鐘所需的氧氣的質量和100g生氧劑生成的氧氣的質量相比較求解．
解答：解：（1）100g生氧劑與足量水反應生成的氧氣質量=400g-368g=32g；
（2）設生成32g氧氣消耗KO₂的質量為x
4KO₂+2H₂O=4KOH+3O₂↑
284            96
x              32g

解之得 x≈94.7g
生氧劑中KO₂的質量分數=×100%=94.7%；
（3）20分鐘需要氧氣的質量為20×0.32g=6.4g
根據第二問可知94.7gKO₂能生成氧氣32g
所以要生成6.4克氧氣所需KO₂的質量==18.94g
則生氧劑的質量為18.94g÷94.7%=20g
答：（1）100g生氧劑與足量水反應生成的氧氣質量為32g；
（2）生氧劑中KO₂的質量分數約為94.7%．
（3）需要生氧劑20g
點評：根據化學方程式進行計算，關鍵要明確步驟的規范性的重要性．