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化学课上,同学们对人体呼出的气体中的主要成分及含量非常好奇,设计了如下实验进行相关的探究.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

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化学课上,同学们对人体呼出的气体中的主要成分及含量非常好奇,设计了如下实验进行相关的探究.
【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难溶于饱和NaHCO3溶液;
③氢氧化钠[化学符号为NaOH]与氢氧化钙[化学符号为Ca(OH)2]的化学性质相似,能与二氧化碳反应生成可溶性的碳酸钠和水.
【假设与猜想】呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等.
【设计方案并实验】实验I:定性检验呼出的气体中含有CO2、O2和水蒸气.
实验操作主要实验现象实验结论
______呼出的气体中含有CO2
______呼出的气体中含有O2
______呼出的气体中含有水蒸气
实验Ⅱ:定量测定呼出的气体中N2的含量.
同学们在老师的指导下设计了如图所示装置(B是带刻度的量气装置).

实验操作主要实验现象实验结论及解释
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.
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.
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.反应的化学方程式为______.
关闭e、f,用凸透镜聚光引燃白磷.白磷燃烧,______.反应的化学方程式为
4P+5O2
 点燃 
.
 
2P2O5
4P+5O2
 点燃 
.
 
2P2O5
待白磷熄灭并冷却到室温,打开f.D中的液体部分进入C中,D中剩余液体为400mL.呼出的气体中含有N2,且氮气的体积分数为______%.
【实验反思】
(1)该实验设计依据的N2性质有______(填字母序号).
A.不能与白磷发生反应             B.难溶于水
C.不能和NaOH溶液反应           D.不能燃烧,也不支持燃烧
E.无色无味的气体                  F.相同条件下,密度比空气的密度小
(2)若上述实验所测O2的体积分数偏小.结合实验具体情况分析其可能原因是______.
▼优质解答
答案和解析
【设计方案并实验】实验I:
二氧化碳可使澄清的石灰水变浑浊,所以呼出的气体中含有CO2,集气瓶中石灰水变浑浊;
氧气支持燃烧,所以呼出的气体中含有O2,集气瓶中的蜡烛能够继续燃烧;
水蒸气遇冷凝结,所以呼出的气体中含有水蒸气,干冷的玻璃片上有水雾.
故答案为:
实验操作主要实验现象实验结论
澄清石灰石变浑浊呼出的气体中含有CO2
燃着的蜡烛能够继续燃烧呼出的气体中含有O2
干冷的玻璃片上有水雾呼出的气体中含有水蒸气
实验Ⅱ:(2)实验记录:③关闭b向A装置中通入气体,则会使A中的液体被压入B装置中,从而使B中的液面上升,而使B中的气体被压入C中,所以在C导管口会发现有气泡冒出,由于气体中含有二氧化碳,所以由于二氧化碳要和氢氧化钠反应,但是大部分气体不会发生反应而滞留在C装置中,将C装置中的液体压入D中;
④白磷燃烧产生大量白烟,放出大量热,反应的方程式是:4P+5O2
 点燃 
.
 
2P2O5
⑤白磷燃烧要消耗氧气,从而会使C装置中的压强变小,而使D中的液体倒吸入C装置中,是C装置中的液面上升;
数据处理:根据将气体鼓入C装置后气体体积减少了25mL可以知道该气体为二氧化碳,而白磷燃烧后气体体积剩余了400mL,结合气体的性质可以判断出这400mL气体为氮气,被消耗的体积为75mL,即氧气的体积为75mL,进而可以求出氮气的体积分数为:
400mL
500mL
×100%=80%,氧气的体积分数为:
75mL
500mL
×100%=15%,二氧化碳的体积分数为:
25mL
500mL
100%=5%;
【实验反思】(1)根据实验过程中所接触的物质及反应条件可以知道,氮气不能燃烧也不支持燃烧,难溶于水,并且不能和氢氧化钠溶液反应.故选ABCD;
(2)如果C装置没有完全冷却即打开止水夹f,则会由于C中温度较高气体受热膨胀,而使D中液体进入到C中减少,D中剩余液体大于400mL,则所测O2的体积分数会偏小.
故答案为:【猜想与实践】(2)玻璃片表面有一层水雾
实验记录:
实验操作主要实验现象实验结论及解释
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.
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.
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.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,D中液体为475mL.反应的化学方程式为  CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O.
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.4P+5O2
 点燃 
.
 
2P2O5
待白磷熄灭并冷却到室温,打开f.D中液体倒吸入C瓶中,C瓶中液面上升,D中剩余液体为400mL.呼出的气体中含有N2,且氮气的体积分数为80%
实验反思(1)ABCD;
(2)如果C装置没有完全冷却即打开止水夹f,则会由于C中温度较高气体受热膨胀,而使D中液体进入到C中减少,D中剩余液体大于400mL,则所测O2的体积分数会偏小.
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