Question

为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO₂的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置．实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO₂，准确测量瓶I中溶液吸收CO₂后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气），请填空．
（1）图中瓶II的作用是

除去吸人空气中的CO₂

．
（2）对实验装置尚有如下A、B、C、D四种建议，你认为合理的是

D

．（填代号〕
A． 在E处增加CaCl₂干燥管
B．在下处增加CaCl₂燥管
C．在E和F两处增加CaCl₂干燥管
D．不必增加干燥管
（3〕将插入溶液的管子丁端改成具有多孔的球泡（图中的皿），有利于提高实验的准确度，其理由是

可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的CO₂被充分吸收

．
（4〕实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气，反复若干次，得如下数据：瓶I溶液增重ag，收集到的气体体积（标准状况）为bL，该呼出气体中CO₂的体积分数是（列出算式）

ag 44g/mol ×22.4L/mol

bL+ ag 44g/mol ×22.4L/mol

．
（5〕实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果，猛吸时会

把瓶1中的NaOH溶液吸人口中

．猛呼时会

把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外

．

Answer 1

分析：（1）吸气时，空气进入锥形瓶Ⅱ，在加入呼吸口，此时空气中的二氧化碳被锥形瓶Ⅱ中的氢氧化钠吸收，防止呼出气体中二氧化碳的含量测定；
（2）不需要测定吸入气体的体积，从F中进气，又马上进入瓶Ⅱ，又与水接触，从E管排出的气体通常用排水法测量气体的体积，含有水蒸气又溶于水中，不影响测量结果；
（3）可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的（CO₂被充分吸收；
（4）瓶I溶液增重ag为二氧化碳的质量，据此计算呼出气体中二氧化碳的体积，二氧化碳的体积与收集到的气体体积之和为呼出气体的体积，进而计算呼出气体中二氧化碳的体积分数；
（5）猛吸时会把瓶1中的NaOH溶液吸人口中，猛呼时会把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外．

解答：解：（1）吸气时，空气进入锥形瓶Ⅱ，在加入呼吸口，此时空气中的二氧化碳被锥形瓶Ⅱ中的氢氧化钠吸收，防止呼出气体中二氧化碳的含量测定；
故答案为：除去吸人空气中的CO₂；
（2）不需要测定吸入气体的体积，从F中进气，又马上进入瓶Ⅱ，又与水接触，从E管排出的气体通常用排水法测量气体的体积，含有水蒸气又溶于水中，不影响测量结果，不需要增加干燥管，故选D；
（3）可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的CO₂被充分吸收；
故答案为：可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的CO₂被充分吸收；
（4）瓶I溶液增重ag为二氧化碳的质量，物质的量为

ag

44g/mol

，标准状况下二氧化碳的体积为

ag

44g/mol

×22.4L/mol，呼出气体的总体积为（bL+

ag

44g/mol

×22.4L/mol），呼出气体中二氧化碳的体积分数为

ag 44g/mol ×22.4L/mol

bL+ ag 44g/mol ×22.4L/mol

；
故答案为：

ag 44g/mol ×22.4L/mol

bL+ ag 44g/mol ×22.4L/mol

；
（5）猛吸时会把瓶1中的NaOH溶液吸人口中，猛呼时会把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外，故答案为：把瓶1中的NaOH溶液吸人口中；把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外．

点评：本题以人新陈代谢呼出气体中的CO₂体积分数测定为载体，综合考查了学生的实验能力，是一道定性与定量相结合的实验题，该题对于实验知识的考查有气体除杂、气体干燥、如何提高实验的准确度、实验中应该注意的安全问题等等，重点落脚在实验数据的处理上．