Question

四硫化鈉（Na2S4）固體可替代紅磷測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，反應(yīng)原理為：2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH

【查閱資料】①Na2S4受熱時(shí)，會(huì)與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，生成少量有毒氣體硫化氫。

②硫代硫酸鈉（Na2S2O3）可溶于水，常溫下與NaOH溶液不反應(yīng)。

③NaOH溶液可吸收硫化氫和二氧化碳。

【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】

①取0．5g碳酸鈉、0．2g硫粉混合后置于試管中，加入（如圖①所示，夾持裝置已略去），制得Na2S4，反應(yīng)為：4Na2CO3+12S+X2Na2S4+2Na2S2O3+4CO2，X的化學(xué)式為?????? ；

②冷卻后，取下棉花，放置一段時(shí)間，再向該試管中加入10mL水，迅速塞緊橡膠塞，充分振蕩。測(cè)量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數(shù)據(jù)h1（如圖②所示）；

③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(zhuǎn)過(guò)來(lái)，測(cè)量液面至橡膠塞下沿的距離h2，記錄數(shù)據(jù)h2。理論上h2：h1=?????????? ；

④按照①～③再重復(fù)實(shí)驗(yàn)2次。3次實(shí)驗(yàn)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

 

【解釋與結(jié)論】根據(jù)第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為???????? ％（結(jié)果精確到0．1％）；???

【反思與評(píng)價(jià)】實(shí)驗(yàn)過(guò)程①中濃NaOH溶液的作用是???????????????????????? ；若實(shí)驗(yàn)過(guò)程②中，取下棉花后，未放置一段時(shí)間即進(jìn)行后續(xù)操作，測(cè)定結(jié)果?????????? （填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”），理由是：??????????????????????????????????? 。（2分）

 

Answer 1

【答案】

實(shí)驗(yàn)過(guò)程①O2；③試管內(nèi)液面上升； 4：5（79：100）

解釋與結(jié)論：20．9％

反思與評(píng)價(jià)：吸收二氧化碳和硫化氫氣體；偏��；氧氣沒(méi)有完全消耗

【解析】

試題分析：①根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋，在化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量均保持不變，可以推知X的化學(xué)式為O2， ③在圖1中，碳酸鈉、硫粉、氧氣發(fā)生反應(yīng)生成了Na2S4，冷卻后，取下棉花，放置一段時(shí)間，外面的進(jìn)入試管內(nèi)，此時(shí)再向該試管中加入10mL水，迅速塞緊橡膠塞，充分振蕩，發(fā)生了反應(yīng)：2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH，即充分地將試管內(nèi)空氣中的氧氣完全消耗了，使得試管內(nèi)的氣體減少了將近1/5（即空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)），壓強(qiáng)也減少，這時(shí)將該試管插入水中（如圖③所示），拔下橡膠塞，自然觀察到：試管內(nèi)液面上升，由于消耗了1/5的氧氣，所以水面上升1/5，只剩下4/5， 所以h2：h1=4：5

解釋與結(jié)論：根據(jù)第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，h1=11．0，h2=8．7，所以消耗氧氣的體積=11．0-8．7=2．3，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)=2．3/11．0×100%=20．9%

反思與評(píng)價(jià)：由于反應(yīng)中會(huì)生成二氧化碳，且Na2S4受熱時(shí)，會(huì)與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，生成少量有毒氣體硫化氫，所以濃NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳和硫化氫氣體，若實(shí)驗(yàn)過(guò)程②中，取下棉花后，未放置一段時(shí)間即進(jìn)行后續(xù)操作，溫度沒(méi)有冷卻下來(lái)，在受熱的情況下，生成的Na2S4會(huì)與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，使得Na2S4的量大大減少，這樣就不能完全消耗的氧氣

考點(diǎn)：空氣中氧氣含量的探究