Question

8．四硫化钠（Na₂S₄）固体可代替红磷测定空气中氧气的体积分数．反应原理：2Na₂S₄+O₂+2H₂O=8S↓+4NaOH

【实验资料】①上述反应过程中温度变化不明显．
②Na₂S₄、NaOH均可溶于水．S为淡黄色粉末，不溶于水．
【实验过程】①取适量四硫化钠固体放于试管中（如图1所示，夹持装置已略去）
②向该试管中加入10mL水，迅速塞进橡皮塞，充分震荡，测量液面至橡胶塞下沿的距离．记录数据h₁（如图2所示）．
③将该试管插入水中（如图3所示）．拔下橡皮塞，观察到塞紧橡皮塞．将试管取出．倒过来测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h₂．理论上h₁：h₂=5：4
④按照①-③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

【解释与结论】根据第2次实验数据，计算空气中氧气的体积分数为20.9%（结果精确到0.1%）
【反思与评价】在实验过程?中，若向试管中加水后没有迅速塞紧橡皮塞，则所测定的空气中氧气的体积分数将会偏小（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Answer 1

分析 【实验过程】③根据四硫化钠和氧气、水反应生成硫和氢氧化钠，会使得试管内压强变小以及空气中氧气约占空气体积的五分之一进行解答；
【解释与结论】根据空气中氧气的体积分数=$\frac{{h}_{1}-{h}_{2}}{{h}_{1}}$×100%进行解答；
【反思与评价】根据未放置一段时间会导致试管内的空气成分与外边的空气成分可能有差异进行解答．

解答 解：【实验过程】③四硫化钠和氧气、水反应生成硫和氢氧化钠，会使得试管内压强变小，将该试管插入水中（如图3所示），拔下橡胶塞，观察到水进入试管内，进入水的体积约为试管内空气体积的五分之一，有黄色固体生成；空气中氧气约占空气体积的五分之一，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=4：5；故填：水进入试管内，进入水的体积约为试管内空气体积的五分之一，有黄色固体生成；4：5；
④【解释与结论】空气中氧气的体积分数=$\frac{11.0-8.7}{11.0}$×100%=20.9%；故填：20.9；
【反思与评价】未放置一段时间会导致试管内的空气成分与外边的空气成分可能有差异，偏小，因为在（1）中的反应后试管中的氧气基本耗尽，二氧化碳虽然被吸收，但是取下棉花后试管中二氧化碳的量没有多少改变（原本没有，后来只有0.04%），可以不考虑，比起氧气直接可以忽略（氧气原本没有，后来20%），若不放置一段时间则试管中氧气含量比空气中偏少，导致h₂偏大，所以最终结果应是偏小的．
答案：
【实验过程】③5：4；
【解释与结论】20.9；
【反思与评价】偏小

点评 本题考查了二氧化碳、碳酸钠的化学性质及有关测定空气中氧气的体积分数及注重考查学生的分析能力和基本计算能力．