Question

某化学小组测定空气中氧气的体积分数。
（1）根据右图回答问题。

①红磷燃烧的化学方程式为                。
②若将红磷改为木炭，反应结束后降至室温，打开止水夹，烧杯中的水不倒吸入集气瓶的原因是                                     _。
（2）用四硫化钠(Na₂S₄)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数。
反应原理为:2Na₂S₄+O₂+2H₂O=8S↓+4NaOH（氢氧化钠）。
小资料：四硫化钠(Na₂S₄)与氧气、水反应生成难溶于水的固体硫（S）和易溶于水
的氢氧化钠。
【实验过程】
①取足量的四硫化钠固体加入试管中，再加入适量的水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡。测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h₁(如图1所示)。

图1          图2
②将该试管插入水中(如图2所示)，拔下橡胶塞，观察到    ，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h₂。理论上h₂∶h₁=     。
③按照①和②再重复实验2次。3次实验数据如下表所示。

	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

 
根据第3次实验数据，计算空气中氧气的体积分数为     %(结果精确到 0．1%)。

Answer 1

（1）①4P + 5O ₂2P₂O₅  
②因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，集气瓶内气体体积不变,瓶内气体压强没有明显变化，所以，当打开止水夹时水不会吸入到集气瓶中。
（2）②试管内液面上升至液面高度不再改变    79∶100(或4∶5) ③ 20．7

试题分析：（1）红磷燃烧生成五氧化二磷；由于木炭燃烧生成的是二氧化碳气体，所以装置内压强变化不大，进入的水的量也就不多，故用该方法测定空气中氧气的体积分数结果会偏低；
（2）由于四硫化钠(Na₂S₄)与氧气会导致试管内的压强减小，所以把试管倒扣在水槽中试管中的液面会上升，上升的体积即为氧气的体积，即若原来空气的体积为5，那么水面上升1，即h₂∶h₁="4:5" ；根据第3次实验数据，空气的体积：氧气的体积=11．6：（11．6-9．2）=11．6:2．4 ，即氧气的体积分数=2．4／11．6 ×100%=20．7%