四硫化鈉(Na
2S
4)固體可替代紅磷測定空氣中氧氣的體積分數(shù),反應(yīng)原理為:2Na
2S
4+O
2+2H
2O═8S↓+4NaOH.
【實驗資料】
①四硫化鈉(Na
2S
4)的相對分子質(zhì)量為
174
174
,其中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為
73.6%
73.6%
(結(jié)果精確到0.1%).
②四硫化鈉受熱時,會與空氣中的水蒸氣反應(yīng),生成少量有毒氣體硫化氫.
③NaOH溶液呈堿性,可吸收硫化氫、二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體④硫代硫酸鈉(Na
2S
2O
3)可溶于水,常溫下與NaOH溶液不反應(yīng).
【實驗過程】
①取碳酸鈉、硫粉混合后置于試管中,加熱(如圖1所示,夾持裝置已略去),制得Na
2S
4,反應(yīng)為4Na
2CO
3+12S+X
2Na
2S
4+2Na
2S
2O
3+4CO
2,X 的化學(xué)式為
O2
O2
,蘸有濃NaOH 溶液的棉花的作用是
吸收二氧化碳和Na2S4受熱產(chǎn)生的有毒氣體硫化氫
吸收二氧化碳和Na2S4受熱產(chǎn)生的有毒氣體硫化氫
.
②冷卻后,取下棉花,放置一段時間,再向該試管中加入10ml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(shù)據(jù)h
1(如圖2所示)
③將該試管插入水中(如圖3所求),取下橡膠塞,觀察到
有淡黃色固體產(chǎn)生,試管內(nèi)液面上升
有淡黃色固體產(chǎn)生,試管內(nèi)液面上升
,塞緊橡膠塞.將試管取出,倒過來,測量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數(shù)據(jù)h
2,理論上h
1:h
2=
5:4
5:4
④按照①~③再重復(fù)實驗2次.3次實驗數(shù)據(jù)如下表所示.
|
第1次 |
第2次 |
第3次 |
h1/cm |
11.2 |
11.4 |
11.6 |
h2/cm |
8.9 |
9.1 |
9.2 |
【解釋與結(jié)論】根據(jù)第1次實驗數(shù)據(jù),計算空氣中氧氣的體積分數(shù)為
20.5%
20.5%
(結(jié)果精確到0.1%).
【反思與評價】(1)若實驗過程②中,取下棉花后,未放置一段時間即進行后續(xù)操作,會影響測定結(jié)果,請說明有何影響,并闡述理由:
若未放置一段時間,結(jié)果將偏小;因為第一步反應(yīng)消耗了試管空氣中的氧氣,若不靜置第二步反應(yīng)中氧氣含量偏低,測量結(jié)果偏小
若未放置一段時間,結(jié)果將偏小;因為第一步反應(yīng)消耗了試管空氣中的氧氣,若不靜置第二步反應(yīng)中氧氣含量偏低,測量結(jié)果偏小
.
(2)若要保證實驗的效果,至少需要生成四硫化鈉(Na
2S
4)0.174g,則理論上實驗時至少取碳酸鈉粉末
0.212
0.212
克?寫出計算過程.