Question

【題目】某化學(xué)小組測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。

(1)根據(jù)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(xiàn)象是___________________________，冷卻到室溫打開止水夾后，觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水_______________。

③冷卻至室溫后打開止水夾，發(fā)生上述現(xiàn)象的原因是_______________________________。

④實驗結(jié)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(shù)。

反應(yīng)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(yīng)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(shù)據(jù)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(zhuǎn)過來，測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數(shù)據(jù)h2。理論上h2∶h1=______________。

③按照①和②再重復(fù)實驗2次。3次實驗數(shù)據(jù)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(jù)第3次實驗數(shù)據(jù)，計算空氣中氧氣的體積分數(shù)為________%(結(jié)果精確到 0.1%)。

Answer 1

【答案】 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(fù)到室溫集氣瓶內(nèi)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 試管內(nèi)頁面上升至液面高度不再改變 h2∶h1= 79:100(或4:5) 20.7 %

【解析】(1)、根據(jù)測定空氣中氧氣含量實驗的原理、現(xiàn)象、結(jié)論及注意事項分析解答；(2)、②根據(jù)四硫化鈉和氧氣、水反應(yīng)生成硫和氫氧化鈉，會使得試管內(nèi)壓強變小以及空氣中氧氣約占空氣體積的五分之一進行解答；③根據(jù)題中數(shù)據(jù)進行解答。解：(1)、①紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達式為：紅磷+氧氣五氧化二磷；②紅磷燃燒時的現(xiàn)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(xiàn)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(fā)生上述現(xiàn)象的原因是：紅磷燃燒消耗氧氣，恢復(fù)到室溫集氣瓶內(nèi)壓強小于外界大氣壓，水倒吸入集氣瓶；④實驗結(jié)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(yīng)生成硫和氫氧化鈉，會使得試管內(nèi)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(nèi)，進入水的體積約為試管內(nèi)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(zhuǎn)過來，測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數(shù)據(jù)h2．理論上h2：h1=4：5；③空氣中氧氣的體積分數(shù)=×100%=20.7%。