Question

某校课外活动小组，欲测定一待旅游开发的岩洞内空气中二氧化碳的体积分数（假设洞内空气中不含除二氧化碳外的其他酸性气体）．进行了如下实验：
（1）取样．他们准备从岩洞的底部取样，请你设计用广口瓶从洞中取回一瓶空气样品的方法：

 

；
（2）测定用150mL的注射器从广口瓶中抽取100mL气样，按上图所示的装置进行实验；若乙装置中NaOH溶液能吸收二氧化碳气体，且实验结束后，量筒内水的体积为99mL，此数据是

 

的体积数（用序号填写）
A．二氧化碳B．氮气和氧气的混合气体    C．空气中除二氧化碳外的所有气体
（3）计算：洞底空气中二氧化碳的体积分数为

 

；
（4）实验中使用多孔球泡的目的：

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常用气体的收集方法,碱的化学性质

专题：综合实验题

分析：（1）气体的取样不同于教材中气体收集的一般方法，结合题目提示，该实验用广口瓶取样，必须先保证广口瓶中没有空气，即要先装满水，进入之后倒掉水，要擦干瓶内，防止二氧化碳溶于水，才能收集气体．
（2）氢氧化钠溶液是碱溶液，作用是吸收空气样品中的CO₂气体，从装置甲导出的气体进入装置乙之后，会导致装置内气压增大，装置乙中的水会沿着导管进入装置丙；由于进入装置乙中剩余气体的体积约等于进入装置丙中水的体积，因此装置丙可用来粗略地测量实验中除二氧化碳以外的剩余气体的体积；
（3）剩余气体的体积比空气样品少1mL，说明装置甲吸收了1mL的CO₂，可计算出洞底空气中CO₂的体积分数；
（4）多孔球泡便于增大气体和溶液的接触面积，使反应充分进行．

解答：解：（1）为了防止把洞外的气体带到洞中，必须先将广口瓶装满水，盖上玻璃片后带进洞中，将水倒掉，因为二氧化碳能溶于水，为了减少实验误差，必须要将广口瓶内残留的水分擦干，然后再盖上玻璃片；
（2）氢氧化钠溶液是为了吸收气体中的CO₂，剩下的气体进入装置乙中，排水法收集，排开的水进入量筒内，所以量筒内的水相当于是空气中除CO₂外的所有气体体积；
（3）洞底空气中CO₂的体积分数为

100mL-99mL

100mL

×100%=1%；
（4）多孔球泡通常用于气体和液体的反应，便于增大气体和溶液的接触面积，使反应充分进行；
故答案为：（1）将广口瓶装满水，盖上玻璃片，带进洞中，将水倒掉，并擦干瓶内，盖上玻璃片即可；
（2）C；
（3）1%；
（4）增大气体与溶液的接触面积，使反应充分进行．

点评：本题是测定气体的体积分数的实验题，有利于学生在基础知识上充分拓展思维，培养创新能力．