Question

某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究

【提出问题】 人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？

【查阅资料】

通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。

【实验操作、记录、分析】

实验一：

（1）先检查装置的          ，装入试剂，在医用输液袋中装入Vml 气体，连接 装置。

（2）打开弹簧夹             ，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体积为V₁ml。氢氧化钠发生反应的化学方程式是                   。

（3）关闭弹簧夹 K₁、K₂，再 （填操作方法），以促使白磷迅速燃烧。 待瓶中气体冷却至室温，打开 K₂。读出量筒中液体体积为 V₂ml，其数值等于已反应的         之外的气体总体积。

实验二：

（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度)探头放入袋中，开始采集数据，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图，表示二氧化碳体积分数变化的是           （填“X”、“Y”、“Z”）。Y 的体积分数在 60s 之后逐渐减小的原因是                            。

【数据处理】

（5）实验一中，二氧化碳的体积分数是           ，氧气的体积分数是           。

（6）实验二中，200s 时没有采集数据的所有气体的总体积分数为          。

【评价与反思】

（7）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是          ，（填“正确”或“错误”）的，理由是                   。

Answer

（1） 气密性 （2） K1、K2； 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

（3） 向烧杯中加入热水；O2、CO2 （4） Z，水蒸气冷凝 （5） (V-V1)/V×100%； (V1- V2)/V×100%

（6） 76.66% （7） 错误；由实验 2 可知，空气中水的体积分数为 1.98%，而空气成分的气体杂质体积分数为 0.03%

【解析】（1）先检查装置的气密性；（2）打开弹簧夹K1、K2，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体积为V1ml。氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式是2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；（3）燃烧需要满足的条件是可燃物，氧气，温度达到可燃物的着火点。白磷是可燃物，空气中有氧气，还需要的条件是温度达到可燃物的着火点。故进行的操作是向烧杯中加入热水；燃烧需要消耗氧气，与氢氧化钠反应需要消耗二氧化碳。故读出量筒中液体体积为 V2ml，其数值等于已反应的O2、CO2 之外的气体总体积；（4）人体呼出气体的主要成分是氧气、二氧化碳、水蒸气，且氧气含量减少，二氧化碳与水蒸气含量增大，二氧化碳的含量大于水蒸气的含量，故Z表示二氧化碳体积分数变化；Y 的体积分数在 60s 之后逐渐减小的原因是水蒸气冷凝；（5）二氧化碳的体积为(V-V1) ml，其体积分数为 ；氧气的体积是(V1- V2)，其体积分数为 ;（6）气体的总质量分数为100％，其中x占17.17％，y占2.50％，z占3.67％，故实验二中，200s 时没有采集数据的所有气体的总体积分数为100％-17.17％-2.50％-3.67％=76.66%；（7）（7）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是错误的；理由是由实验 2 可知，空气中水的体积分数为 1.98%，而空气成分的气体杂质体积分数为 0.03%。