Question

某化學小組測定空氣中氧氣的體積分數．

（1）根據如圖1所示回答問題．
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2所示）．
②將該試管插入水中（如圖3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

分析：（1）①根據書寫化學方程式要遵循質量守恒定律，注意反應條件分析；
②根據碳和氧氣反應后生成物的狀態和瓶內壓強的改變分析；
（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．

解答：解：（1）①紅磷燃燒的化學方程式為：4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；
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=

11.6-9.2

11.6

×100%=20.7%；
故答案為：（1）①4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；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）試管內液面上升至液面高度不再改變；4：5；③20.7．

點評：本題考查了有關測定空氣中氧氣的體積分數的有關問題，同時注重考查學生的分析能力和基本計算能力．