(本題包括1小題,共12分)
27.(11分)四硫化鈉(Na
2S
4)固體可替代紅磷測定空氣中氧氣的體積分數(shù),反應(yīng)原理為:2 Na
2S
4 + O
2 + 2H
2O =" 8S↓+" 4 NaOH。
【實驗資料】
①四硫化鈉(Na
2S
4)的相對分子質(zhì)量為
,其中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為
(結(jié)果精確到0.1%)。
②四硫化鈉受熱時,會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)。
【實驗過程】
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

2 Na
2S
4+ 2 Na
2S
2O
3 + 4CO
2,X 的化學式為
,蘸有濃NaOH 溶液的棉花的作用是
。

②冷卻后,取下棉花,放置一段時間,再向該試管中加入10ml水,迅速塞緊橡膠塞,充分振蕩,測量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數(shù)據(jù)h1(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
,塞緊橡膠塞。將試管取出,倒過來,測量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數(shù)據(jù)h2,理論上h1:h2=
④按照①~③再重復(fù)實驗2次.3次實驗數(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次實驗數(shù)據(jù),計算空氣中氧氣的體積分數(shù)為
(結(jié)果精確到0.1%)。
【反思與評價】(1)若實驗過程②中,取下棉花后,未放置一段時間即進行后續(xù)操作,會影響測定結(jié)果,請說明有何影響,并闡述理由:
。(2分)
(2)若要保證實驗的效果,至少需要生成四硫化鈉(Na
2S
4)0.174g ,則理論上實驗時至少取碳酸鈉粉末
克?寫出計算過程(2分)