Question

某校课外活动小组，欲测定桂林七星岩洞内空气中CO₂的体积分数（假设洞内空气中不含除CO₂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，按下图所示的装置进行实验．
回答下列问题：

①甲装置中石灰水的作用______．
②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． CO₂        B． N₂和O₂的混合物      C． 空气中除CO₂外的所有气体
（3）计算：洞底空气中CO₂的体积分数为______．
（4）为营造更好的旅游环境，降低洞内CO₂的含量，你认为应采取的措施有______．

Answer

本实验题设计测定空气中二氧化碳的质量分数方案的原理、步骤、数据的采集、计算和结论．
（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）石灰水是碱溶液，因此，装置甲的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，装置丙可用来粗略地的量实验中剩余气体的体积．
（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）为了降低洞内二氧化碳的含量，可以设法将它反应掉或者排除掉．
【解析】
（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，即可．
（2）石灰水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×100%=1%
（4）为了降低洞内二氧化碳的含量，我们可以通过改善洞内外空气流通，来达到目的．例如可以用通风管鼓入洞外的空气．
故答案是：（1）将广口瓶装满水，盖上玻璃片，带进洞中，将水倒掉，擦干瓶内，盖上玻璃片即可；
（2）①吸收气样中的二氧化碳；②C
（3）1%
（4）用通风管鼓入洞外的空气（合理就行）．