3.
(2015秋•成都期末)空气中氧气含量测定的再认识.
Ⅰ.【实验回顾】如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置.
(1)写出红磷燃烧的化学方程式
,现象是
.
(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内气压减小,烧杯中水倒吸到集气瓶.若装置的气密性良好,操作规范,用量筒测量进入瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量.
【问题提出】有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测置结果与理论值误差较大.
Ⅱ.【实验改进】
根据铁在空气中生锈的原理设计如图实验装置,再次测定空气中氧气含量.装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈.测得实验数据如表
测量项目 | 实验前 | 实验后 |
烧杯中水的体积 | 烧杯中剩余水的体积 | 集气瓶(扣除内容物)和导管的容积 |
体积/mL | 80.0 | 54.5 | 126.0 |
【交流表达】
(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe(OH)
2],写出该反应的化学方程式
.
(2)根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是
(计算结果精确到0.1%).
(3)从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是:
;(写一条)
III.四硫化钠(Na
2S
4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数,反应原理为:2Na
2S
4+O
2+2H
2O═8S↓+4NaOH
【查阅资料】①Na
2S
4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(Na
2S
2O
3)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Na
2S
4,反应为:4Na
2CO
3+12S+X
2Na
2S
4+2Na
2S
2O
3+4CO
2,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h
1(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h
2,记录数据h
2.理论上h
2:h
1=
;
④【反思与评价】实验过程①中要塞氢氧化钠溶液的棉花的原因是
;若实验过程②中,冷却取下棉花后,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:
.