Question

某化學小組測定空氣中氧氣的體積分數(shù)．

（1）根據(jù)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(jié)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(shù)．
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(shù)據(jù)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(zhuǎn)過來，測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數(shù)據(jù)h₂．理論上h₂：h₁=

 

．
③按照①和②再重復實驗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	11.0	11.4	11.6
h2/cm	8.7	9.1	9.2

根據(jù)第3次實驗數(shù)據(jù)，計算空氣中氧氣的體積分數(shù)為

 

%（結(jié)果精確到 0.1%）．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)書寫化學方程式要遵循質(zhì)量守恒定律，注意反應條件分析；
②根據(jù)碳和氧氣反應后生成物的狀態(tài)和瓶內(nèi)壓強的改變分析；
（2）②根據(jù)四硫化鈉和氧氣、水反應生成硫和氫氧化鈉，會使得試管內(nèi)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(jù)題中數(shù)據(jù)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(nèi)氣體體積不變，瓶內(nèi)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(nèi)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(nèi)，進入水的體積約為試管內(nèi)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(zhuǎn)過來，測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數(shù)據(jù)h₂．理論上h₂：h₁=4：5；
③空氣中氧氣的體積分數(shù)=

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(nèi)氣體體積不變，瓶內(nèi)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(nèi)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(guān)測定空氣中氧氣的體積分數(shù)的有關(guān)問題，同時注重考查學生的分析能力和基本計算能力．