20.四硫化钠(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(水溶液呈酸性).
②硫代硫酸钠(Na2S2O3)可溶于水,常温下与NaOH溶液不反应.
【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+X$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na2S4+2Na2S2O3+4CO2,X的化学式为O2,蘸有浓NaOH溶液的棉花的作用是吸收生成的二氧化碳气体和有毒的硫化氢气体.

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,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=4:5.
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/cm11.011.411.6
h2/cm8.79.19.2
【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20.9%(结果精确到0.1%).
【反思与评价】
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,会影响测定结果,请说明有何影响,并阐述理由: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%),可以不考虑啊,比起氧气直接可以忽略嘛(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..
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