Question

化學課上，同學們做了人體呼出的氣體使澄清石灰水變渾濁實驗后，對呼出的氣體中主要成分及含量非常好奇，設計實驗進行探究。
【提出問題】呼出的氣體中有哪些主要成分，它們的含量是多少？
【查閱資料】①呼出的氣體中仍含有O₂；
②CO₂在飽和NaHCO₃溶液中的溶解度非常小。
【猜想與實踐】
猜想：呼出的氣體中主要成分是N₂、O₂、CO₂、水蒸氣等。
實驗Ⅰ：驗證呼出的氣體中含有水蒸氣。
(1)實驗操作如右圖所示。

(2)觀察到的現象為_______         ____，根據該現象
可以判斷呼出的氣體中含有水蒸氣。
實驗Ⅱ：驗證呼出的氣體中含有N₂、O₂、CO₂，并測其含量。同學們在老師的指導下設計了如下圖所示裝置（B是帶有刻度的量氣裝置）

（1）實驗記錄

	實驗操作	主要實驗現象	實驗結論及解釋
①	檢查裝置的氣密性。向裝置中加入藥品。關閉止水夾a～f。		裝置的氣密性良好。
②	打開b、c、d，向B中吹入一定量氣體后關閉d，并冷卻到室溫。	B中液體進入到A中，B中液體減少500ml。	收集500ml氣體
③	關閉b，打開a、e、f，用打氣筒向A中緩緩充氣，直到B中氣體剛好全部排出。	_______     ____，D中液體為475ml	反應化學方程式為_____         _____
④	關閉e、f，用凸透鏡聚光引燃白磷。	白磷燃燒，產生大量白煙放出大量熱。	呼出的氣體中含有O2。
⑤	待白磷熄滅并冷卻到室溫，打開f。	_____       ___，D中剩余液體為400ml	呼出的氣體中含有N2。

（2）數據處理
呼出的氣體中主要成分的含量：

	N2	O2	CO2
體積（ml）
體積分數（%）

（體積分數是某氣體的體積占混合氣體總體積的百分比）
同學們經過3次重復實驗，確認了呼出的氣體中的主要成分及其含量。
【實驗反思】
（1）該實驗設計依據的N₂性質有_____________（填字母序號）。
A.難溶于水              B.不能和NaOH溶液反應
C.無色無味的氣體        D.不能燃燒，也不支持燃燒
（2）實驗Ⅱ操作⑤中，若C中氣體未完全冷卻就打開f并讀數，則所測O₂的體積分數________（填“偏小”“不變”或“偏大”）。

Answer 1

【猜想與實踐】(2) 玻璃片表面有一層水霧

	操作	主要實驗現象	實驗結論及解釋
③		A中液面下降，B中液面上升至最高，C中左側導管口有氣泡產生，且C中液面下降，液體沿導管流入D中。	CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O
⑤		D中液體倒吸入C瓶中，C瓶中液面上升

 

	N2	O2	CO2
體積（ml）	400	75	25
體積分數（%）	80	15	5

（只要體積數對，每個1分，共3分）
【實驗反思】(1 )  A B D （全對1分）  (2 ) 偏小

解析試題分析：【猜想與實踐】(2)干而冷的玻璃片上會有一層水霧；（1）實驗記錄由題可知實驗現象為

	操作	主要實驗現象	實驗結論及解釋
③		A中液面下降，B中液面上升至最高，C中左側導管口有氣泡產生，且C中液面下降，液體沿導管流入D中。	CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O
⑤		D中液體倒吸入C瓶中，C瓶中液面上升

由題可知呼出的氣體中主要成分的含量：

	N2	O2	CO2
體積（ml）	400	75	25
體積分數（%）	80	15	5

 
【實驗反思】(1)由題可知實驗的依據是氮氣難溶于水，可以用排水法測定體積，另外還有不能和NaOH溶液反應，不能燃燒，也不支持燃燒；（2）未完全冷卻至室溫打開f并讀數會造成所測的氧氣體積分數偏小，因為未冷卻至室溫空氣體積受熱膨大較多。
考點：探究人呼出的氣體中主要成分及含量
點評：這是一道非常典型的探究題，題目給的知識點沒有學過，較為陌生，但是重點考察的反應的思想，裝置等，所以這種題目不要害怕，仔細審題即可。