Question

【題目】某化學小組測定空氣中氧氣的體積分數。

(1)根據如圖回答問題。

①紅磷燃燒的化學方程式為_______________________。

②實驗過程中發現實驗結果偏大，下列原因正確的是（________________）

A 紅磷過量 B 裝置氣密性不好 C 將燃著的紅磷緩慢伸入瓶內

D 未等裝置冷卻就打開彈簧夾 E 瓶內預先裝了少量水

(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．根據第三次實驗數據，計算空氣中氧氣的體積分數為________%（結果精確到0.1%）

④若該實驗中實際消耗的Na2S4質量為10g，則理論上生成的硫的質量為______g(計算結果保留兩位小數)

Answer 1

【答案】 C 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 4∶5 20.7% 7.36

【解析】

解：(1) ①紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：；

②A、紅磷過量可以是氧氣消耗完，因此測得氧氣的體積分數為五分之一，不符合題意；

B、實驗裝置若漏氣，會使空氣進入集氣瓶內，因此測得氧氣的體積分數小于五分之一，不符合題意；

C、將燃著的紅磷緩慢伸入瓶內，塞緊瓶塞之前，瓶內部分空氣受熱逸出，因此測定氧氣體積分數增大，符合題意；

D、未等裝置冷卻就打開彈簧夾，能夠導致進入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一，因此測得氧氣的體積分數小于五分之一，不符合題意；

E、紅磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，五氧化二磷會污染空氣，會與水反應，所以集氣瓶中預先加入少量水的作用是：降溫，吸收生成的白煙五氧化二磷，防止造成空氣污染，對結果無影響，不符合題意。故實驗過程中發現實驗結果偏大，原因正確的是選C。

(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=4∶5；

③空氣中氧氣的體積分數=×100%=20.7%；

④若該實驗中消耗的Na2S4質量為10g，則理論上生成的硫的質量為：10g× ×100%=7.36g。