Question

某校課外活動小組，欲測定桂林七星巖洞內(nèi)空氣中CO₂的體積分數(shù)（假設洞內(nèi)空氣中不含除CO₂外的其他酸性氣體）．進行了如下實驗：
（1）取樣：他們準備從巖洞的底部取樣，請你設計用廣口瓶從洞中取回一瓶空氣樣品的方法：______．
（2）測定：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行實驗．
回答下列問題：

①甲裝置中石灰水的作用______．
②實驗結束后，量筒內(nèi)水的體積為99mL，此數(shù)據(jù)是______的體積數(shù)（用序號填寫）．
A． CO₂        B． N₂和O₂的混合物      C． 空氣中除CO₂外的所有氣體
（3）計算：洞底空氣中CO₂的體積分數(shù)為______．
（4）為營造更好的旅游環(huán)境，降低洞內(nèi)CO₂的含量，你認為應采取的措施有______．

Answer 1

【答案】分析：本實驗題設計測定空氣中二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)方案的原理、步驟、數(shù)據(jù)的采集、計算和結論．
（1）氣體的取樣不同于教材中氣體收集的一般方法，結合題目提示，該實驗用廣口瓶取樣，必須先保證廣口瓶中沒有空氣，即要先裝滿水，進入之后倒掉水，要擦干瓶內(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，從裝置甲導出的氣體進入裝置乙之后，會導致裝置內(nèi)氣壓增大，裝置乙中的水會沿著導管進入裝置丙；由于進入裝置乙中剩余氣體的體積約等于進入裝置丙中水的體積，裝置丙可用來粗略地的量實驗中剩余氣體的體積．
（3）剩余氣體的體積比空氣樣品少1ml，說明裝置甲吸收了1ml的CO₂，可計算出洞底空氣中CO₂的體積分數(shù)
（4）為了降低洞內(nèi)二氧化碳的含量，可以設法將它反應掉或者排除掉．
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，蓋上玻璃片后帶進洞中，將水倒掉，因為二氧化碳能溶于水，為了減少實驗誤差，必須要將廣口瓶內(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剩下的氣體進入裝置乙中，排水法收集，排開的水進入量筒內(nèi)，所以量筒內(nèi)的水相當于是空氣中除CO₂外的所有氣體體積．
（3）洞底空氣中CO₂的體積分數(shù)為×100%=1%
（4）為了降低洞內(nèi)二氧化碳的含量，我們可以通過改善洞內(nèi)外空氣流通，來達到目的．例如可以用通風管鼓入洞外的空氣．
故答案是：（1）將廣口瓶裝滿水，蓋上玻璃片，帶進洞中，將水倒掉，擦干瓶內(nèi)，蓋上玻璃片即可；
（2）①吸收氣樣中的二氧化碳；②C
（3）1%
（4）用通風管鼓入洞外的空氣（合理就行）．
點評：此題不是一個常規(guī)的測定氣體的質(zhì)量分數(shù)的實驗題．有利于學生在基礎知識上充分拓展思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力．