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】如圖所示．

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+X

△   .

2Na₂S₄+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：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：測(cè)定空氣里氧氣含量的探究,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和數(shù)目不變；③根據(jù)四硫化鈉和氧氣、水反應(yīng)生成硫和氫氧化鈉，會(huì)使得試管內(nèi)壓強(qiáng)變小以及空氣中氧氣約占空氣體積的五分之一進(jìn)行解答；
④【解釋與結(jié)論】根據(jù)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行解答；
【反思與評(píng)價(jià)】二氧化碳和NaOH溶液反應(yīng)以及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（水溶液呈酸性）進(jìn)行解答；
根據(jù)未放置一段時(shí)間會(huì)導(dǎo)致試管內(nèi)的空氣成分與外邊的空氣成分可能有差異進(jìn)行解答．

解答：解：
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和數(shù)目不變和4Na₂CO₃+12S+x

△   .

2Na₂S₄+2Na₂S₂O₃+4CO₂，可知X的化學(xué)式為O₂；故填：O₂
③四硫化鈉和氧氣、水反應(yīng)生成硫和氫氧化鈉，會(huì)使得試管內(nèi)壓強(qiáng)變小，將該試管插入水中（如圖3所示），拔下橡膠塞，觀察到水進(jìn)入試管內(nèi)，進(jìn)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(guò)來(lái)，測(cè)量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數(shù)據(jù)h₂．理論上h₂：h₁=5：4；故填：水進(jìn)入試管內(nèi)，進(jìn)入水的體積約為試管內(nèi)空氣體積的五分之一；5：4；
④【解釋與結(jié)論】空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)=

11.0-8.7

11.0

×100%=20.9%；故填：20.9；
【反思與評(píng)價(jià)】二氧化碳和NaOH溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，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（水溶液呈酸性），所以蘸有濃NaOH溶液的棉花的作用是吸收生成的二氧化碳?xì)怏w和有毒的硫化氫氣體，未放置一段時(shí)間會(huì)導(dǎo)致試管內(nèi)的空氣成分與外邊的空氣成分可能有差異．故填：試管內(nèi)的空氣成分與外邊的空氣成分可能有差異．
答案：
①O₂
③有淡黃色固體生成，水進(jìn)入試管內(nèi)，進(jìn)入水的體積約為試管內(nèi)空氣體積的五分之一   5：4
④吸收生成的二氧化碳?xì)怏w和有毒的硫化氫氣體     偏小   試管內(nèi)的空氣成分與外邊的空氣成分可能有差異

點(diǎn)評(píng)：本題考查了二氧化碳、碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)及有關(guān)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)及注重考查學(xué)生的分析能力和基本計(jì)算能力．