Question

化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？

【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O₂；

②CO₂在饱和NaHCO₃溶液中的溶解度非常小。

【猜想与实践】

猜想：呼出的气体中主要成分是N₂、O₂、CO₂、水蒸气等。

实验Ⅰ：验证呼出的气体中含有水蒸气。

(1)实验操作如右图所示。

(2)观察到的现象为_______         ____，根据该现象

可以判断呼出的气体中含有水蒸气。

实验Ⅱ：验证呼出的气体中含有N₂、O₂、CO₂，并测其含量。同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置（B是带有刻度的量气装置）

（1）实验记录

	实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性。向装置中加入药品。关闭止水夹a～f。		装置的气密性良好。
②	打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。	B中液体进入到A中，B中液体减少500ml。	收集500ml气体
③	关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出。	_______     ____，D中液体为475ml	反应化学方程式为_____         _____
④	关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷。	白磷燃烧，产生大量白烟放出大量热。	呼出的气体中含有O2。
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。	_____       ___，D中剩余液体为400ml	呼出的气体中含有N2。

（2）数据处理

呼出的气体中主要成分的含量：

	N2	O2	CO2
体积（ml）
体积分数（%）

（体积分数是某气体的体积占混合气体总体积的百分比）

同学们经过3次重复实验，确认了呼出的气体中的主要成分及其含量。

【实验反思】

（1）该实验设计依据的N₂性质有_____________（填字母序号）。

A.难溶于水              B.不能和NaOH溶液反应

C.无色无味的气体        D.不能燃烧，也不支持燃烧

（2）实验Ⅱ操作⑤中，若C中气体未完全冷却就打开f并读数，则所测O₂的体积分数________（填“偏小”“不变”或“偏大”）。

Answer

【猜想与实践】(2) 玻璃片表面有一层水雾

     操作  主要实验现象                            实验结论及解释

③         A中液面下降，B中液面上升至最高，C中左侧导管口有气泡产生，且C中液面下降，液体沿导管流入D中。    CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O

⑤         D中液体倒吸入C瓶中，C瓶中液面上升        

N2

O2

CO2

体积（ml）

400

75

25

体积分数（%）

80

15

5

（只要体积数对，每个1分，共3分）

【实验反思】(1 )  A B D （全对1分）  (2 ) 偏小

【解析】

试题分析：【猜想与实践】(2)干而冷的玻璃片上会有一层水雾；（1）实验记录由题可知实验现象为

     操作  主要实验现象                            实验结论及解释

③         A中液面下降，B中液面上升至最高，C中左侧导管口有气泡产生，且C中液面下降，液体沿导管流入D中。    CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O

⑤         D中液体倒吸入C瓶中，C瓶中液面上升        

由题可知呼出的气体中主要成分的含量：

N2

O2

CO2

体积（ml）

400

75

25

体积分数（%）

80

15

5

【实验反思】(1)由题可知实验的依据是氮气难溶于水，可以用排水法测定体积，另外还有不能和NaOH溶液反应，不能燃烧，也不支持燃烧；（2）未完全冷却至室温打开f并读数会造成所测的氧气体积分数偏小，因为未冷却至室温空气体积受热膨大较多。

考点：探究人呼出的气体中主要成分及含量