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】 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 試管內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)、根據測定空氣中氧氣含量實驗的原理、現象、結論及注意事項分析解答；(2)、②根據四硫化鈉和氧氣、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根據題中數據進行解答。解：(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=4：5；③空氣中氧氣的體積分數=×100%=20.7%。