四硫化鈉(Na
2S
4)固體可替代紅磷測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù),反應(yīng)原理為:2Na
2S
4+O
2+2H
2O═8S↓+4NaOH.
【實(shí)驗(yàn)資料】
①四硫化鈉(Na
2S
4)的相對(duì)分子質(zhì)量為
174
174
,其中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
73.6%
73.6%
(結(jié)果精確到0.1%).
②四硫化鈉受熱時(shí),會(huì)與空氣中的水蒸氣反應(yīng),生成少量有毒氣體硫化氫.
③NaOH溶液呈堿性,可吸收硫化氫、二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體④硫代硫酸鈉(Na
2S
2O
3)可溶于水,常溫下與NaOH溶液不反應(yīng).
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】
①取碳酸鈉、硫粉混合后置于試管中,加熱(如圖1所示,夾持裝置已略去),制得Na
2S
4,反應(yīng)為4Na
2CO
3+12S+X
2Na
2S
4+2Na
2S
2O
3+4CO
2,X 的化學(xué)式為
O2
O2
,蘸有濃NaOH 溶液的棉花的作用是
吸收二氧化碳和Na2S4受熱產(chǎn)生的有毒氣體硫化氫
吸收二氧化碳和Na2S4受熱產(chǎn)生的有毒氣體硫化氫
.
②冷卻后,取下棉花,放置一段時(shí)間,再向該試管中加入10ml水,迅速塞緊橡膠塞,充分振蕩,測(cè)量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數(shù)據(jù)h
1(如圖2所示)
③將該試管插入水中(如圖3所求),取下橡膠塞,觀察到
有淡黃色固體產(chǎn)生,試管內(nèi)液面上升
有淡黃色固體產(chǎn)生,試管內(nèi)液面上升
,塞緊橡膠塞.將試管取出,倒過(guò)來(lái),測(cè)量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數(shù)據(jù)h
2,理論上h
1:h
2=
5:4
5:4
④按照①~③再重復(fù)實(shí)驗(yàn)2次.3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示.
|
第1次 |
第2次 |
第3次 |
h1/cm |
11.2 |
11.4 |
11.6 |
h2/cm |
8.9 |
9.1 |
9.2 |
【解釋與結(jié)論】根據(jù)第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為
20.5%
20.5%
(結(jié)果精確到0.1%).
【反思與評(píng)價(jià)】(1)若實(shí)驗(yàn)過(guò)程②中,取下棉花后,未放置一段時(shí)間即進(jìn)行后續(xù)操作,會(huì)影響測(cè)定結(jié)果,請(qǐng)說(shuō)明有何影響,并闡述理由:
若未放置一段時(shí)間,結(jié)果將偏。灰?yàn)榈谝徊椒磻?yīng)消耗了試管空氣中的氧氣,若不靜置第二步反應(yīng)中氧氣含量偏低,測(cè)量結(jié)果偏小
若未放置一段時(shí)間,結(jié)果將偏小;因?yàn)榈谝徊椒磻?yīng)消耗了試管空氣中的氧氣,若不靜置第二步反應(yīng)中氧氣含量偏低,測(cè)量結(jié)果偏小
.
(2)若要保證實(shí)驗(yàn)的效果,至少需要生成四硫化鈉(Na
2S
4)0.174g,則理論上實(shí)驗(yàn)時(shí)至少取碳酸鈉粉末
0.212
0.212
克?寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程.