Question

為了測定人體新陳代謝呼出氣體中CO₂的體積分數，某學生課外小組設計了如下圖的實驗裝置．實驗中用過量NaOH溶液吸收氣體中的CO₂，準確測量瓶I中溶液吸收CO₂后的增重及剩余氣體的體積（實驗時只用嘴吸氣和呼氣），請填空．
（1）圖中瓶II的作用是

除去吸人空氣中的CO₂

．
（2）對實驗裝置尚有如下A、B、C、D四種建議，你認為合理的是

D

．（填代號〕
A． 在E處增加CaCl₂干燥管
B．在下處增加CaCl₂燥管
C．在E和F兩處增加CaCl₂干燥管
D．不必增加干燥管
（3〕將插入溶液的管子丁端改成具有多孔的球泡（圖中的皿），有利于提高實驗的準確度，其理由是

可增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體中的CO₂被充分吸收

．
（4〕實驗時先緩緩吸氣，再緩緩呼氣，反復若干次，得如下數據：瓶I溶液增重ag，收集到的氣體體積（標準狀況）為bL，該呼出氣體中CO₂的體積分數是（列出算式）

ag 44g/mol ×22.4L/mol

bL+ ag 44g/mol ×22.4L/mol

．
（5〕實驗中若猛吸猛呼，會造成不安全后果，猛吸時會

把瓶1中的NaOH溶液吸人口中

．猛呼時會

把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外

．

Answer 1

分析：（1）吸氣時，空氣進入錐形瓶Ⅱ，在加入呼吸口，此時空氣中的二氧化碳被錐形瓶Ⅱ中的氫氧化鈉吸收，防止呼出氣體中二氧化碳的含量測定；
（2）不需要測定吸入氣體的體積，從F中進氣，又馬上進入瓶Ⅱ，又與水接觸，從E管排出的氣體通常用排水法測量氣體的體積，含有水蒸氣又溶于水中，不影響測量結果；
（3）可增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體中的（CO₂被充分吸收；
（4）瓶I溶液增重ag為二氧化碳的質量，據此計算呼出氣體中二氧化碳的體積，二氧化碳的體積與收集到的氣體體積之和為呼出氣體的體積，進而計算呼出氣體中二氧化碳的體積分數；
（5）猛吸時會把瓶1中的NaOH溶液吸人口中，猛呼時會把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外．

解答：解：（1）吸氣時，空氣進入錐形瓶Ⅱ，在加入呼吸口，此時空氣中的二氧化碳被錐形瓶Ⅱ中的氫氧化鈉吸收，防止呼出氣體中二氧化碳的含量測定；
故答案為：除去吸人空氣中的CO₂；
（2）不需要測定吸入氣體的體積，從F中進氣，又馬上進入瓶Ⅱ，又與水接觸，從E管排出的氣體通常用排水法測量氣體的體積，含有水蒸氣又溶于水中，不影響測量結果，不需要增加干燥管，故選D；
（3）可增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體中的CO₂被充分吸收；
故答案為：可增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體中的CO₂被充分吸收；
（4）瓶I溶液增重ag為二氧化碳的質量，物質的量為

ag

44g/mol

，標準狀況下二氧化碳的體積為

ag

44g/mol

×22.4L/mol，呼出氣體的總體積為（bL+

ag

44g/mol

×22.4L/mol），呼出氣體中二氧化碳的體積分數為

ag 44g/mol ×22.4L/mol

bL+ ag 44g/mol ×22.4L/mol

；
故答案為：

ag 44g/mol ×22.4L/mol

bL+ ag 44g/mol ×22.4L/mol

；
（5）猛吸時會把瓶1中的NaOH溶液吸人口中，猛呼時會把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外，故答案為：把瓶1中的NaOH溶液吸人口中；把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外．

點評：本題以人新陳代謝呼出氣體中的CO₂體積分數測定為載體，綜合考查了學生的實驗能力，是一道定性與定量相結合的實驗題，該題對于實驗知識的考查有氣體除雜、氣體干燥、如何提高實驗的準確度、實驗中應該注意的安全問題等等，重點落腳在實驗數據的處理上．