Question

3．為了測(cè)定人體新陳代謝呼出氣體中CO₂的體積分?jǐn)?shù)，某學(xué)生課外小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)中用過量NaOH溶液吸收氣體中的CO₂，準(zhǔn)確測(cè)量瓶Ⅰ中溶液吸收CO₂后的增重及剩余氣體的體積（實(shí)驗(yàn)時(shí)只用嘴吸氣和呼氣），請(qǐng)?zhí)羁眨?br />（1）圖中瓶Ⅱ的作用是除去吸入空氣中的CO₂．
（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置尚有如下A、B、C、D四種建議，你認(rèn)為合理的是（填代號(hào)）D．
A．在E處增加CaCl₂干燥管                       
B．在F處增加CaCl₂干燥管
C．在E和F兩處增加CaCl₂干燥管              
D．不必增加干燥管
（3）將插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（圖中的Ⅲ），有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)時(shí)先緩緩吸氣，再緩緩呼氣，反復(fù)若干次，得如下數(shù)據(jù)：瓶Ⅰ溶液增重a g，收集到的氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為b L，該呼出氣體中CO₂的體積分?jǐn)?shù)是（列出算式）：$\frac{\frac{ag}{44g/mol}×22.4L/mol}{bL+\frac{ag}{44g/mol}×22.4L/mol}$．
（5）實(shí)驗(yàn)中若猛吸猛呼，會(huì)造成不安全后果，猛吸時(shí)會(huì)把瓶1中的NaOH溶液吸入口中，猛呼時(shí)會(huì)把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外．

Answer 1

分析 （1）吸氣時(shí)，空氣進(jìn)入錐形瓶Ⅱ，在加入呼吸口，此時(shí)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(cè)定；
（2）不需要測(cè)定吸入氣體的體積，從F中進(jìn)氣，又馬上進(jìn)入瓶Ⅱ，又與水接觸，從E管排出的氣體通常用排水法測(cè)量氣體的體積，含有水蒸氣又溶于水中，不影響測(cè)量結(jié)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(zhì)量，據(jù)此計(jì)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(jìn)而計(jì)算呼出氣體中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)；
（5）猛吸時(shí)會(huì)把瓶1中的NaOH溶液吸入口中，猛呼時(shí)會(huì)把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外．

解答 解：（1）吸氣時(shí)，空氣進(jìn)入錐形瓶Ⅱ，在加入呼吸口，此時(shí)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(cè)定；
故答案為：除去吸入空氣中的CO₂；
（2）不需要測(cè)定吸入氣體的體積，從F中進(jìn)氣，又馬上進(jìn)入瓶Ⅱ，又與水接觸，從E管排出的氣體通常用排水法測(cè)量氣體的體積，含有水蒸氣又溶于水中，不影響測(cè)量結(jié)果，不需要增加干燥管，故選D，
故答案為：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(zhì)量，物質(zhì)的量為 $\frac{ag}{44g/mol}$，標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化碳的體積為 $\frac{ag}{44g/mol}$×22.4L/mol，呼出氣體的總體積為（bL+$\frac{ag}{44g/mol}$×22.4L/mol），呼出氣體中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{ag}{44g/mol}×22.4L/mol}{bL+\frac{ag}{44g/mol}×22.4L/mol}$，
故答案為：$\frac{\frac{ag}{44g/mol}×22.4L/mol}{bL+\frac{ag}{44g/mol}×22.4L/mol}$；
（5）猛吸時(shí)會(huì)把瓶1中的NaOH溶液吸入口中，猛呼時(shí)會(huì)把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外，
故答案為：把瓶1中的NaOH溶液吸入口中；把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外．

點(diǎn)評(píng) 本題以人新陳代謝呼出氣體中的CO₂體積分?jǐn)?shù)測(cè)定為載體，綜合考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ�是一道定性與定量相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)題，該題對(duì)于實(shí)驗(yàn)知識(shí)的考查有氣體除雜、氣體干燥、如何提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的安全問題等等，重點(diǎn)落腳在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理上，題目難度中等．