Question

17．为了测定人呼出的气体中二氧化碳体积分数，杨同学做了如下实验：
（1）取一食品塑料袋，把开口热封．剪去塑料袋的一角，插入约5cm长的玻璃管，用棉线缠紧（如图1）．然后需检验气密性．再将塑料袋平铺在实验台上，用手擀平，把袋内空气尽可能排尽．把塑料袋的玻璃管接T形管（如图2），用量筒向分液漏斗里注水，水排出的空气进入塑料袋，至压差计右边水柱高于左边水柱0.5mm时，注入的水为V₁，关闭分液漏斗的活塞．则塑料袋的容积为V₁；

（2）向塑料袋内呼气，如何确定人呼出的气体体积等于塑料袋容积，请叙述你的具体实验操作将塑料袋与压差计相连，向塑料袋内吹气，当右边水柱高于左边水柱0.5mm时，人呼出的气体体积等于塑料袋容积．
（3）在具支试管里加入适量10%的NaOH溶液，按照图3组装仪器．集气瓶收集的气体的总体积为V₂．请问V₂如何测量得到将集气瓶内的水倒入分液漏斗中，测出压差计右边水柱高于左边水柱的高度，然后根据两次的高度差计算出V₂；
请写出呼出气体通过碱液时发生的化学反应方程式：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
上述实验测得的呼出气体中二氧化碳的体积分数的表达式为$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{{V}_{1}}×100%$．
（4）关于该实验误差的思考：
①实验时的环境温度最好不低于30℃，此外，碱溶液和排水集气所用的水，也不应低于这个温度．如果环境温度偏低，将导致测定结果比实际偏大，原因可能是温度低，气体在水中的溶解度增大；
②碱液吸收二氧化碳过程中要关注具支试管中的气泡速度，使呼出气经碱液吸收时慢一些，否则将导致测定结果比实际值偏小（填“大”或“小”）

Answer 1

分析 根据题干提供的信息、二氧化碳与碱的反应以及实验操作对实验结果的影响进行分析解答即可．

解答 解：（1）因为要测定的是气体的含量，故装置气密性必须良好，需要检查装置的气密性，注入水的体积就是塑料袋的容积，故填：气密性；V₁；
（2）要确定人呼出的气体体积等于塑料袋容积，可以将塑料袋与压差计相连，向塑料袋内吹气，当右边水柱高于左边水柱0.5mm时，人呼出的气体体积等于塑料袋容积，故填：将塑料袋与压差计相连，向塑料袋内吹气，当右边水柱高于左边水柱0.5mm时，人呼出的气体体积等于塑料袋容积；
（3）当把呼出的气体通过碱溶液，则二氧化碳与碱反应，剩余的气体收集在集气瓶中，剩余的水的体积就是被消耗的二氧化碳的气体的体积，故要测量集气瓶收集的气体的总体积，可以将集气瓶内的水倒入分液漏斗中，测出压差计右边水柱高于左边水柱的高度，然后根据两次的高度差计算出V₂，碱液如果是氢氧化钠，则氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，二氧化碳气体的体积是V₁-V₂，故二氧化碳的体积分数为：$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{{V}_{1}}×100%$，故填：将集气瓶内的水倒入分液漏斗中，测出压差计右边水柱高于左边水柱的高度，然后根据两次的高度差计算出V₂；2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{{V}_{1}}×100%$；
（4）①由于气体的溶解度与温度有关，温度越低，则气体在水中的溶解度越大，故如果环境温度偏低，将导致测定结果比实际偏大，故填：温度低，气体在水中的溶解度增大；
②碱液吸收二氧化碳过程中要关注具支试管中的气泡速度，使呼出气经碱液吸收时慢一些，否则气体不能充分被吸收而将导致测定结果比实际值偏小，故填：小．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．