Question

小希為了測定人體呼出的氣體中CO₂的體積分數，設計如下實驗：①收集5L呼出的氣體樣品，②在氣體樣品中加入過量的NaOH溶液，振蕩充分反應．③把反應后的溶液轉移到燒杯中，慢慢滴入5%的鹽酸，到不產生氣泡為止．產生氣體的體積與加入鹽酸質量的關系如圖．
（ CO₂的密度為1.96g/L，結果保留兩位小數）
（1）空氣中CO₂的體積分數為

0.03

%．
（2）加入5.0g鹽酸前沒有氣泡產生，原因是

NaOH+HCl═NaCl+H₂O

（用化學方程式表示）；
（3）加入鹽酸后產生CO₂的總質量是多少？
（4）該氣體樣品中CO₂的體積分數是多少？

Answer 1

分析：（1）空氣中二氧化碳的體積分數為0.03%，可以據此解答該題；
（2）根據圖象可知，稀鹽酸先和過量的氫氧化鈉溶液反應，再和碳酸鈉反應，并能看出和這兩種物質反應的稀鹽酸的質量；
（3）根據參與反應的稀鹽酸中氯化氫的質量，根據反應的化學方程式就可求出生成二氧化碳的質量；
（4）根據二氧化碳的密度和質量可以求出二氧化碳的體積，進而求出體積分數．

解答：解：（1）空氣中二氧化碳的體積分數為0.03%；
（2）鹽酸首先和過量的氫氧化鈉溶液發生反應，所以加入5.0g鹽酸前沒有產生氣體．所發生的反應的化學方程式為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O；
（3）從圖中可以知道與碳酸鈉反應的鹽酸的質量=（19.6g-5.0g）×5%=0.73g
設生成二氧化碳的質量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O 
       73          44
      0.73g        x

73

0.73g

=

44

x

解得：x=0.44g
（4）該氣體樣品中CO₂的體積分數是：

0.44g÷1.96g/L

5L

×100%=4.48%
（3）加入鹽酸后產生CO₂的總質量是0.44g；
（4）該氣體樣品中CO₂的體積分數是4.48%．
故答案為：（1）0.03%；
（2）NaOH+HCl═NaCl+H₂O；
（3）0.44g．
（4）4.48%．

點評：本題難度不是很大，主要考查了圖象和數據的分析及根據化學方程式進行計算，培養學生的分析能力和解決問題的能力．