Question

【题目】某化学小组测定空气中氧气的体积分数。

(1)根据如图回答问题。

①红磷燃烧的化学方程式为_______________________。

②实验过程中发现实验结果偏大，下列原因正确的是（________________）

A 红磷过量 B 装置气密性不好 C 将燃着的红磷缓慢伸入瓶内

D 未等装置冷却就打开弹簧夹 E 瓶内预先装了少量水

(2)用四硫化钠(Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数。反应原理为:2Na2S4+O2+2H2O=8S+4NaOH（氢氧化钠）。小资料：四硫化钠(Na2S4)与氧气、水反应生成难溶于水的固体硫（S）和易溶于水的氢氧化钠。

（实验过程）:

①取足量的四硫化钠固体加入试管中，再加入适量的水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡。测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1(如图1所示)。

②将该试管插入水中(如图2所示)，拔下橡胶塞，观察到_____________________，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2。理论上h2:h1=______。

③按照①和②再重复实验2次、3次实验数据如下表所示．根据第三次实验数据，计算空气中氧气的体积分数为________%（结果精确到0.1%）

④若该实验中实际消耗的Na2S4质量为10g，则理论上生成的硫的质量为______g(计算结果保留两位小数)

Answer 1

【答案】 C 水进入试管内，进入水的体积约为试管内空气体积的五分之一 4∶5 20.7% 7.36

【解析】

解：(1) ①红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：；

②A、红磷过量可以是氧气消耗完，因此测得氧气的体积分数为五分之一，不符合题意；

B、实验装置若漏气，会使空气进入集气瓶内，因此测得氧气的体积分数小于五分之一，不符合题意；

C、将燃着的红磷缓慢伸入瓶内，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出，因此测定氧气体积分数增大，符合题意；

D、未等装置冷却就打开弹簧夹，能够导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一，因此测得氧气的体积分数小于五分之一，不符合题意；

E、红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，五氧化二磷会污染空气，会与水反应，所以集气瓶中预先加入少量水的作用是：降温，吸收生成的白烟五氧化二磷，防止造成空气污染，对结果无影响，不符合题意。故实验过程中发现实验结果偏大，原因正确的是选C。

(2) ②四硫化钠和氧气、水反应生成硫和氢氧化钠，会使得试管内压强变小，将该试管插入水中，拔下橡胶塞，观察到水进入试管内，进入水的体积约为试管内空气体积的五分之一；空气中氧气约占空气体积的五分之一，将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2，理论上h2∶h1=4∶5；

③空气中氧气的体积分数=×100%=20.7%；

④若该实验中消耗的Na2S4质量为10g，则理论上生成的硫的质量为：10g× ×100%=7.36g。