Question

【題目】某化學小組測定空氣中氧氣的體積分數。
（1）根據下圖回答問題。

①紅磷燃燒的文字表達式為。
②紅磷燃燒時的現象是 ， 冷卻到室溫打開止水夾后，觀察到的現象是燒杯中的水。
③冷卻至室溫后打開止水夾，發生上述現象的原因是。
④實驗結論：
（2）用四硫化鈉(Na2S4)固體可替代紅磷測定空氣中氧氣的體積分數。
反應原理為:2Na2S4+O2+2H2O ＝8S↓+4NaOH(氫氧化鈉)。
小資料：四硫化鈉(Na2S4)與氧氣、水反應生成難溶于水的固體硫(S)和易溶于水的氫氧化鈉。
【實驗過程】
①取足量的四硫化鈉固體加入試管中，再加入適量的水，迅速塞緊橡膠塞，充分振蕩。測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數據h1(如圖1所示)。

②將該試管插入水中(如圖2所示)，拔下橡膠塞，觀察到 ， 塞緊橡膠塞。將試管取出，倒轉過來，測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數據h2。理論上h2∶h1=。
③按照①和②再重復實驗2次。3次實驗數據如下表所示。

	第1次	第2次	第3次
h1/cm	11.0	11.4	11.6
h2/cm	8.7	9.1	9.2

根據第3次實驗數據，計算空氣中氧氣的體積分數為%(結果精確到 0.1%)。

Answer 1

【答案】
（1）紅磷+氧氣 五氧化二磷,劇烈燃燒、黃色火焰、大量白煙、放熱,進入集氣瓶,紅磷燃燒消耗氧氣,恢復到室溫集氣瓶內壓強小于外界大氣壓,水倒吸入集氣瓶,氧氣約占空氣體積的五分之一
（2）試管內頁面上升至液面高度不再改變,9:100(或4:5),20.7 %
【解析】(1)①紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的文字表達式為：紅磷+氧氣 五氧化二磷；
②紅磷燃燒時的現象是：劇烈燃燒、黃色火焰、大量白煙、放熱；冷卻到室溫打開止水夾后，觀察到的現象是燒杯中的水進入集氣瓶；
③冷卻至室溫后打開止水夾，發生上述現象的原因是：紅磷燃燒消耗氧氣，恢復到室溫集氣瓶內壓強小于外界大氣壓，水倒吸入集氣瓶；
④實驗結論：氧氣約占空氣體積的五分之一；
(2)②四硫化鈉和氧氣、水反應生成硫和氫氧化鈉，會使得試管內壓強變小，將該試管插入水中，拔下橡膠塞，觀察到水進入試管內，進入水的體積約為試管內空氣體積的五分之一；空氣中氧氣約占空氣體積的五分之一，將試管取出，倒轉過來，測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數據h2．理論上h2：h1=（1﹣）：1=4：5；
③空氣中氧氣的體積分數= ×100%=20.7%。