Question

某化學小組測定空氣中氧氣的體積分數。
（1）根據右圖回答問題。

①紅磷燃燒的化學方程式為                。
②若將紅磷改為木炭，反應結束后降至室溫，打開止水夾，燒杯中的水不倒吸入集氣瓶的原因是                                     _。
（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)。

圖1          圖2
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

（1）①4P + 5O ₂2P₂O₅  
②因為木炭燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內氣體體積不變,瓶內氣體壓強沒有明顯變化，所以，當打開止水夾時水不會吸入到集氣瓶中。
（2）②試管內液面上升至液面高度不再改變    79∶100(或4∶5) ③ 20．7

試題分析：（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷；由于木炭燃燒生成的是二氧化碳氣體，所以裝置內壓強變化不大，進入的水的量也就不多，故用該方法測定空氣中氧氣的體積分數結果會偏低；
（2）由于四硫化鈉(Na₂S₄)與氧氣會導致試管內的壓強減小，所以把試管倒扣在水槽中試管中的液面會上升，上升的體積即為氧氣的體積，即若原來空氣的體積為5，那么水面上升1，即h₂∶h₁="4:5" ；根據第3次實驗數據，空氣的體積：氧氣的體積=11．6：（11．6-9．2）=11．6:2．4 ，即氧氣的體積分數=2．4／11．6 ×100%=20．7%