Question

【題目】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的實驗后，對呼出的氣體種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）呼出氣體中仍含有O2；

（2）白磷和紅磷具有相似的化學性質。

（猜想與實驗）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）實驗操作如圖所示。

（2）觀察到的實驗現象為_____。根據該現象可以判斷呼出的氣體中含有水蒸氣。

實驗Ⅱ：驗證呼出的氣體中主要成分是N2、O2、CO2，并測定其含量。同學們在老師的指導下設計了如下圖所示裝置。

（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		裝置氣密性良好
②	打開止水夾a、b，吹入500mL呼出氣體。關閉a、b，并冷卻到室溫。	_____，量筒內進入475mL液體	呼出的氣體中CO2的體積為_____mL
③	用凸透鏡聚光引燃白磷。	_____	反應的文字表達式為_____。
④	待白磷熄滅并冷卻到室溫，打開b	B中部分液體倒吸入A中；B中剩余液體為400mL	呼出的氣體中含有N2和O2的體積分別_____mL和為_____mL

（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 無色無味 C 不和澄清石灰水反應 D 不能燃燒，也不支持燃燒

（2）實驗Ⅱ操作④中，若A中氣體未完全冷卻就打開b并讀數，則所測O2的體積分數_____（填“偏小”、“不變”或“偏大”）

Answer 1

【答案】在玻璃的表面產生一層水霧 A中液面下降，水進入B中 25 白磷燃燒，產生大量白煙，放出大量熱 磷+氧氣五氧化二磷 400 75 ACD 偏小

【解析】

實驗Ⅰ：（2）對著玻璃呼氣會使呼出氣體中的水蒸氣遇冷而凝結成水，所以會在玻璃的表面產生一層水霧；

實驗Ⅱ：（1）實驗記錄②由于氣體中含有二氧化碳，所以由于二氧化碳要和氫氧化鈣反應，但是大部分氣體不會發生反應而滯留在A裝置中，將A裝置中的液體壓入B中；參加反應二氧化碳的體積=500mL-475mL=25mL；

③白磷燃燒產生大量白煙，放出大量熱，反應的文字表達式為：磷+氧氣五氧化二磷；

④根據將氣體鼓入A裝置后氣體體積減少了25mL可以知道該氣體為二氧化碳，而白磷燃燒后氣體體積剩余了400mL，結合氣體的性質可以判斷出這400mL氣體為氮氣，被消耗的體積為75mL，即氧氣的體積為75mL；

[實驗反思]（1）根據實驗過程中所接觸的物質及反應條件可以知道，氮氣不能燃燒也不支持燃燒，難溶于水，并且不能和氫氧化鈣溶液反應，雖然能夠觀察出氮氣是無色氣體，但是聞不到氮氣的氣味，所以題中所給的ACD選項是正確的；

（2）實驗Ⅱ操作④中，若A中氣體未完全冷卻就打開b并讀數，則會由于A中溫度較高氣體受熱膨脹，而使A中液體進入到B中減少，B中剩余液體大于400mL，則所測O2的體積分數會偏小。