Question

【题目】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的实验后，对呼出的气体种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）呼出气体中仍含有O2；

（2）白磷和红磷具有相似的化学性质。

（猜想与实验）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）实验操作如图所示。

（2）观察到的实验现象为_____。根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。

实验Ⅱ：验证呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2，并测定其含量。同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。

（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		装置气密性良好
②	打开止水夹a、b，吹入500mL呼出气体。关闭a、b，并冷却到室温。	_____，量筒内进入475mL液体	呼出的气体中CO2的体积为_____mL
③	用凸透镜聚光引燃白磷。	_____	反应的文字表达式为_____。
④	待白磷熄灭并冷却到室温，打开b	B中部分液体倒吸入A中；B中剩余液体为400mL	呼出的气体中含有N2和O2的体积分别_____mL和为_____mL

（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 无色无味 C 不和澄清石灰水反应 D 不能燃烧，也不支持燃烧

（2）实验Ⅱ操作④中，若A中气体未完全冷却就打开b并读数，则所测O2的体积分数_____（填“偏小”、“不变”或“偏大”）

Answer 1

【答案】在玻璃的表面产生一层水雾 A中液面下降，水进入B中 25 白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热 磷+氧气五氧化二磷 400 75 ACD 偏小

【解析】

实验Ⅰ：（2）对着玻璃呼气会使呼出气体中的水蒸气遇冷而凝结成水，所以会在玻璃的表面产生一层水雾；

实验Ⅱ：（1）实验记录②由于气体中含有二氧化碳，所以由于二氧化碳要和氢氧化钙反应，但是大部分气体不会发生反应而滞留在A装置中，将A装置中的液体压入B中；参加反应二氧化碳的体积=500mL-475mL=25mL；

③白磷燃烧产生大量白烟，放出大量热，反应的文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷；

④根据将气体鼓入A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；

[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，并且不能和氢氧化钙溶液反应，虽然能够观察出氮气是无色气体，但是闻不到氮气的气味，所以题中所给的ACD选项是正确的；

（2）实验Ⅱ操作④中，若A中气体未完全冷却就打开b并读数，则会由于A中温度较高气体受热膨胀，而使A中液体进入到B中减少，B中剩余液体大于400mL，则所测O2的体积分数会偏小。