题目内容

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
【查阅资料】①Na2S4受热时,会与空气中的水蒸气反应,生成少量有毒气体硫化氢。
②硫代硫酸钠(Na2S2O3)可溶于水,常温下与NaOH溶液不反应。
③NaOH溶液可吸收硫化氢和二氧化碳。
【实验过程】

①取0.5g碳酸钠、0.2g硫粉混合后置于试管中,加入(如图①所示,夹持装置已略去),制得Na2S4,反应为:4Na2CO3+12S+X2Na2S4+2Na2S2O3+4CO2,X的化学式为      ;
②冷却后,取下棉花,放置一段时间,再向该试管中加入10mL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②所示);
③将该试管插入水中(如图③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h2,记录数据h2。理论上h2:h1=          ;
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1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%);   
【反思与评价】实验过程①中浓NaOH溶液的作用是                        ;若实验过程②中,取下棉花后,未放置一段时间即进行后续操作,测定结果          (填“偏大”、“偏小”或“无影响”),理由是:                                   。(2分)

实验过程①O2;③试管内液面上升; 4:5(79:100)
解释与结论:20.9%
反思与评价:吸收二氧化碳和硫化氢气体;偏小;氧气没有完全消耗

解析试题分析:①根据质量守恒定律的微观解释,在化学反应前后,原子的种类、数目、质量均保持不变,可以推知X的化学式为O2, ③在图1中,碳酸钠、硫粉、氧气发生反应生成了Na2S4,冷却后,取下棉花,放置一段时间,外面的进入试管内,此时再向该试管中加入10mL水,迅速塞紧橡胶塞,充分振荡,发生了反应:2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH,即充分地将试管内空气中的氧气完全消耗了,使得试管内的气体减少了将近1/5(即空气中氧气体积分数),压强也减少,这时将该试管插入水中(如图③所示),拔下橡胶塞,自然观察到:试管内液面上升,由于消耗了1/5的氧气,所以水面上升1/5,只剩下4/5, 所以h2:h1=4:5
解释与结论:根据第1次实验数据,h1=11.0,h2=8.7,所以消耗氧气的体积=11.0-8.7=2.3,空气中氧气的体积分数=2.3/11.0×100%=20.9%
反思与评价:由于反应中会生成二氧化碳,且Na2S4受热时,会与空气中的水蒸气反应,生成少量有毒气体硫化氢,所以浓NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳和硫化氢气体,若实验过程②中,取下棉花后,未放置一段时间即进行后续操作,温度没有冷却下来,在受热的情况下,生成的Na2S4会与空气中的水蒸气反应,使得Na2S4的量大大减少,这样就不能完全消耗的氧气
考点:空气中氧气含量的探究

练习册系列答案
相关题目

小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中,发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢?同学们决定进行探究。探究前老师提示,该反应生成的气体只有一种。
【提出猜想】放出的气体可能是SO2、O2、H2,提出猜想的依据是                    。
【查阅资料】SO2易溶于水,化学性质与二氧化碳有相似之处,它能使澄清石灰水变浑浊,生成CaSO3。
【方案设计】依据上述猜想,实验小组同学分别设计了如下方案:
(1)甲同学认为是O2,则检验方法是_____________________________________。
(2)乙同学认为是SO2,则只需将放出的气体通入澄清石灰水中,看澄清石灰水是否变浑浊。写出SO2与Ca(OH)2反应的化学方程式________________________________。
(3)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案,排除和验证猜想的气体。

若拆去B装置,直接连接A和C装置进行实验,可能导致            后果发生。
【实验探究】实验开始时,先将收集到的气体从a通入一段时间后,再点燃C处酒精灯;
这样操作的目的是                                    。
实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊,C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色;
结论:铁粉与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是_________________。
【思维拓展】由上述实验可以推出,硫酸铜溶液中可能含有____________。

“五一”假期,小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢?
【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关;b.可能与锌的形状有关。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。

实验编号
硫酸的质量分数(均取20mL)
锌的形状(均取1g)
氢气的体积(mL)(均收集3分钟)
 
20%
锌粒
31.7
 
20%
锌片
50.9
 
30%
锌粒
61.7
 
30%
锌片
79.9
 
(1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式                                                    。
(2)小兵用下图装置收集并测量氢气的体积,其中量筒的作用是                                 。

【收集证据】(3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是                。
【得出结论】(4)结论是                                                               。
【评价与反思】
(5)下表是小兵第①组实验的详细数据。
时段(均为1分钟)
第1分钟
第2分钟
第3分钟
第4分钟
第5分钟
第6分钟
H2的体积
3.1mL
16.7mL
11.9mL
9.6mL
7.6mL
6.0mL
 
请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因                              。
(6)锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响?                                     。

麦兰花学名叫香雪兰,花开时节香味醉人。小红家里的阳台上种植了一盆麦兰花,她发现爸爸把草木灰洒在麦兰花盆里,麦兰花长得特别旺盛,她想知道草木灰的主要成分是什么?于是,她取一些草木灰带回学校进行了实验探究。
【提出问题】草木灰的主要成分是什么?
【查阅资料】 小红经查阅资料得知:草木灰的主要成分是一种含钾离子的盐,易溶于水。
【进行猜想】 草木灰的主要成分(1)可能是硝酸钾;(2)可能是碳酸钾。
【实验用品】草木灰、蒸馏水、稀盐酸、澄清石灰水、烧杯、漏斗、试管、橡皮塞、导气管等。
【设计实验方案】请你针对猜想设计实验方案,并进行实验。

实 验 步 骤
 
实 验 现 象
 
实 验 结 论
 
(1)取一定量的草木灰于烧杯中,加入适量蒸馏水,搅拌,然后进行       操作。
 
 
得到无色溶液
 
 
 
(2)取少量无色溶液于试管中,然后滴加几滴酚酞试液
 
 
溶液变红色
 
 
溶液显         性。
 
(3)取少量无色溶液于试管中,然后加入少量       ;
                      
                       。
 
 
有          产生;
澄清石灰水         
 
 
有                生成,
草木灰的主要成分是碳酸钾,猜想(2)成立
 
 
【实验反思】(1)写出上述实验中有关反应的化学方程式是:①           ;②            。
(2)草木灰的主要成分是碳酸钾,它能否与铵态氮肥混合使用?           ;原因是       。

实验室里某小组正在探究一个问题.根据设计方案,小英向试管中加入2mL氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,溶液显红色.然后她又用滴管连续滴入一定量的稀硫酸,溶液由红色变为无色.
(1)他们探究的问题是  (填Ⅰ或Ⅱ)
Ⅰ.酚酞溶液遇酸、碱溶液能显示不同颜色吗?Ⅱ.酸和碱溶液能发生反应吗?
(2)大家对小英得到的无色溶液继续探究.
小斌认为反应后溶液中的溶质是硫酸钠,小亮认为溶质有两种,它们是                     .
同学们根据以下两种方案进行实验后,一致认为小亮的观点是正确的.请你补填下表的空缺.

实验操作
实验现象
实验结论
方案一:取少许反应后的溶液置于试管中,向其中加入 
                                  
                
                 
 
小亮的观点正确
方案二:取少许反应后的溶液置于试管中,向其中加入 
                                           
                      
 
(3)请你和全组同学一起分析以下问题.

①稀硫酸和氢氧化钠溶液发生反应的微观过程如图1所示.从粒子的角度具体分析该反应能发生的原因是                                                   .
②锌和硫酸铜溶液发生反应的微观过程如图2所示.从粒子的角度具体分析该变化是化学变化的原因是                                                         .
③通过以上分析,揭示出化学反应的微观本质是                                         .

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