Question

18．小明同学利用图一装置来测定空气中氧气的体积分数，其反应原理为：
2Na₂S₄+O₂+2H₂O=8S↓+4NaOH
实验步骤：
①将足量的四硫化钠（Na₂S₄）固体置于试管中，再加入适量的水并迅速塞紧橡胶塞，再充分振荡．
②测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h₁（如图乙所示）．
③将该试管插入水中（如图丙所示），取下橡胶塞，观察到试管内液面上升．
④当管内液面稳定时塞紧橡胶塞．将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，（如图丁所示）记录数据h₂．
⑤按照①～④再重复实验2次，3次实验数据如表所示．

	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

（1）步骤①中进行充分振荡的目的是：使试管中氧气气体被四硫化钠完全吸收反应．
（2）根据第1次实验数据，计算空气中氧气的体积分数约为20.9%（结果精确到0.1%）；
（3）小明设计的实验与课本上测定空气中氧气的体积分数实验（如图二）相比，具有哪些相同的原理都只消耗空气中的氧气且不产生新的气体（合理即可）．（写出一点）

Answer 1

分析 （1）根据信息四硫化钠和氧气、水反应生成硫和氢氧化钠，结合实验目的分析振荡的原因；
（2）根据h1和h2的高度差可知是消耗氧气的体积，结合体积分数的计算得出结果；
（3）根据两种本题的方法使用的原理进行对比分析．

解答 解：（1）四硫化钠的作用是消耗氧气，因此充分振荡的目的是使氧气被充分反应，使结果更准确；故填：氧气；
（2）h1和h2的高度差就是消耗氧气的体积，因此氧气的体积分数=$\frac{氧气的体积}{空气的体积}$×100%=$\frac{11.0-8.7}{11.0}$×100%=20.9%；故填：20.9%；
（3）小明设计的实验是利用四硫化钠消耗氧气而不产生新的气体，利用气体减少的体积就是氧气的体积从而计算氧气的体积分数；课本红磷消耗氧气也不产生新的气体，利用气压把水压入装置内，计算氧气的体积分数，因此原理相似；故填：都只消耗空气中的氧气且不产生新的气体（合理即可）．

点评 本题通过信息的形式主要考查用测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验结论等，培养了学生的分析问题能力及知识迁移运用能力．