Question

某校課外活動(dòng)小組，欲測(cè)定桂林七星巖洞內(nèi)空氣中CO₂的體積分?jǐn)?shù)（假設(shè)洞內(nèi)空氣中不含除CO₂外的其他酸性氣體）．進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）取樣：他們準(zhǔn)備從巖洞的底部取樣，請(qǐng)你設(shè)計(jì)用廣口瓶從洞中取回一瓶空氣樣品的方法：

 

．
（2）測(cè)定：用150mL的注射器從廣口瓶中抽取100mL氣樣，按下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
回答下列問(wèn)題：

①甲裝置中石灰水的作用

 

．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，量筒內(nèi)水的體積為99mL，此數(shù)據(jù)是

 

的體積數(shù)（用序號(hào)填寫(xiě)）．
A． CO₂        B． N₂和O₂的混合物      C． 空氣中除CO₂外的所有氣體
（3）計(jì)算：洞底空氣中CO₂的體積分?jǐn)?shù)為

 

．
（4）為營(yíng)造更好的旅游環(huán)境，降低洞內(nèi)CO₂的含量，你認(rèn)為應(yīng)采取的措施有

 

．

Answer 1

分析：本實(shí)驗(yàn)題設(shè)計(jì)測(cè)定空氣中二氧化碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)方案的原理、步驟、數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算和結(jié)論．
（1）氣體的取樣不同于教材中氣體收集的一般方法，結(jié)合題目提示，該實(shí)驗(yàn)用廣口瓶取樣，必須先保證廣口瓶中沒(méi)有空氣，即要先裝滿水，進(jìn)入之后倒掉水，要擦干瓶?jī)?nèi)，防止二氧化碳溶于水，才能收集氣體．
（2）石灰水是堿溶液，因此，裝置甲的作用是吸收空氣樣品中的CO₂氣體，從裝置甲導(dǎo)出的氣體進(jìn)入裝置乙之后，會(huì)導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓增大，裝置乙中的水會(huì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入裝置丙；由于進(jìn)入裝置乙中剩余氣體的體積約等于進(jìn)入裝置丙中水的體積，裝置丙可用來(lái)粗略地的量實(shí)驗(yàn)中剩余氣體的體積．
（3）剩余氣體的體積比空氣樣品少1mL，說(shuō)明裝置甲吸收了1mL的CO₂，可計(jì)算出洞底空氣中CO₂的體積分?jǐn)?shù)
（4）為了降低洞內(nèi)二氧化碳的含量，可以設(shè)法將它反應(yīng)掉或者排除掉．

解答：解：（1）為了防止把洞外的氣體帶到洞中，必須先將廣口瓶裝滿水，蓋上玻璃片后帶進(jìn)洞中，將水倒掉，因?yàn)槎�氧化碳能溶于水，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，必須要將廣口瓶?jī)?nèi)殘留的水分擦干，然后再蓋上玻璃片，即可．
（2）石灰水是為了吸收氣體中的CO₂剩下的氣體進(jìn)入裝置乙中，排水法收集，排開(kāi)的水進(jìn)入量筒內(nèi)，所以量筒內(nèi)的水相當(dāng)于是空氣中除CO₂外的所有氣體體積．
（3）洞底空氣中CO₂的體積分?jǐn)?shù)為

100mL-99mL

100mL

×100%=1%
（4）為了降低洞內(nèi)二氧化碳的含量，我們可以通過(guò)改善洞內(nèi)外空氣流通，來(lái)達(dá)到目的．例如可以用通風(fēng)管鼓入洞外的空氣．
故答案是：（1）將廣口瓶裝滿水，蓋上玻璃片，帶進(jìn)洞中，將水倒掉，擦干瓶?jī)?nèi)，蓋上玻璃片即可；
（2）①吸收氣樣中的二氧化碳；②C
（3）1%
（4）用通風(fēng)管鼓入洞外的空氣（合理就行）．

點(diǎn)評(píng)：此題不是一個(gè)常規(guī)的測(cè)定氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)題．有利于學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)上充分拓展思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力．