Question

【題目】某學習小組對人體吸入的空氣與呼出的氣體，進行了如下探究

（提出問題）人體吸入的空氣與呼出的氣體組成有什么不同？

（查閱資料）（1）通常條件下，紅磷的著火點為240℃，白磷的著火點為40℃。

（2）白磷與氫氧化鈉溶液不反應。

（3）氫氧化鈉溶液與澄清石灰水的性質(zhì)相似，能與某些氣體反應。

（4）金屬鋁能與氫氧化鈉溶液反應 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑

（實驗操作、記錄、分析）

實驗一：

（1）先檢查裝置的_____，在錐形瓶中裝入VmL氫氧化鈉溶液，在醫(yī)用輸液袋中裝入VmL人體吸入的空氣

（2）打開彈簧夾K1、K2，緩慢將袋中的氣體全部排除。讀出量筒（量筒的容積遠大于VmL）中液體體積為amL．請根據(jù)所學知識，在該步實驗中，空氣中某氣體與氫氧化鈉反應的化學方程式_____。

（3）關閉彈簧夾K1、K2，再_____（填操作方法），以促使白磷迅速燃燒。 燃燒的化學方程式為_____，能否使用紅磷_____（填‘行’還是‘不行’）。待瓶中氣體冷卻至室溫，打開K2．讀出量筒中液體體積為bmL．從而推斷該氣體占氣體總體積百分數(shù)約為_____（用字母表示）。

實驗二：

（4）把氧氣、二氧化碳、水蒸氣（測濕度）探頭放入袋中，開始采集數(shù)據(jù)，然后向袋內(nèi)呼出氣體。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理如圖2，圖中曲線表示氧氣體積分數(shù)變化的是_____（填“X”、“Y”、“Z”）。根據(jù)表格中曲線及相關數(shù)據(jù)，請解釋寒冷冬天，緊閉教室內(nèi)窗戶玻璃上能用手指寫出清晰的字_____，實驗二中，200s時若體積為Vml食品保鮮袋中沒有采集數(shù)據(jù)的所有氣體的總體積約為_____mL。

（評價反思）

（5）通過實驗一和實驗二，同學們想想：人體吸入空氣和呼出氣體組成對比的結論是_____。

（6）實驗一中把盛放白磷的鐵質(zhì)燃燒匙換為鎂帶纏繞。假設實驗能安全進行完畢，請猜想實驗結束后的呈現(xiàn)的現(xiàn)象是_____。

（7）連接裝置前把鐵質(zhì)燃燒匙換為鋁質(zhì)的，則可能后果是_____，原因是_____。

（8）為使實驗一的數(shù)據(jù)更精確，結合實驗一和實驗二思考，你有何建議？_____。

Answer 1

【答案】氣密性 CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O 向燒杯中加入熱水（熱水溫度大于40°C） 4P+5O22P2O5 不行 ×100% X 寒冷冬天，室外溫度低，教室內(nèi)的水蒸氣在玻璃上冷凝成液態(tài)的水 76.66%V 呼出氣體中二氧化碳和水蒸氣體積分數(shù)增大，氧氣體積分數(shù)減少 鎂與空氣中氧氣、二氧化碳、氮氣均要反應，量筒中水倒吸入錐形瓶中，幾乎充滿 錐形瓶炸裂或膠塞被沖出 鋁與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣，氫氣與氧氣混合遇明火而發(fā)生爆炸性反應 使用實驗二的數(shù)據(jù)采集器整套裝置，測得的數(shù)據(jù)更精確

【解析】

氫氧化鈉溶液易與二氧化碳反應生成可以溶于水的碳酸鈉和水，磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷，鋁與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣。

（1）實驗前應先檢查裝置的氣密性，在錐形瓶中裝入VmL氫氧化鈉溶液，在醫(yī)用輸液袋中裝入VmL人體吸入的空氣。

（2）氫氧化鈉溶液易與二氧化碳反應生成可以溶于水的碳酸鈉和水，錐形瓶中氫氧化鈉溶液的作用是吸收氣體中的二氧化碳，利用減少的液體體積測出二氧化碳的含量，減少的氣體體積為（V﹣a）mL，這就是空氣中二氧化碳的體積；二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水；化學方程式為CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。

（3）關閉彈簧夾K1、K2，再向燒杯中加入熱水（熱水溫度大于40°C），以促使白磷迅速燃燒。磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷，化學方程式為此溫度沒有達到紅磷的著火點，所以紅磷不能燃燒；待瓶中氣體冷卻至室溫，打開K2．量筒中的水倒吸，讀出量筒中液休體積為bmL．量筒內(nèi)液體減少的體積即為消耗的氧氣的體積，即，從而推斷該氣體占氣體總體積百分數(shù)約為。

（4）把氧氣、二氧化碳、水蒸氣（測濕度）探頭放入袋中，開始采集數(shù)據(jù)（如圖1），然后向袋內(nèi)吹入氣體，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理得到圖3，由于呼出氣體中二氧化碳增多和水蒸氣增多，氧氣減少，表示氧氣體積分數(shù)變化的是X，寒冷冬天，室外溫度低，教室內(nèi)的水蒸氣在玻璃上冷凝成液態(tài)的水，所以緊閉教室內(nèi)窗戶玻璃上能用手指寫出清晰的字；由圖示可知：由圖表中的數(shù)據(jù)可知，200s時沒有采集數(shù)據(jù)的其余氣體的總體積為：

。

（5）人體的新陳代謝需要消耗氧氣，同時產(chǎn)生二氧化碳，因此呼出氣體中所含的氧氣的含量比人體吸入空氣中氧氣含量低，二氧化碳的含量比人體吸入空氣中的二氧化碳多；故呼出氣體中二氧化碳和水蒸氣體積分數(shù)增大，氧氣體積分數(shù)減少。

（6）鎂與空氣中氧氣、二氧化碳、氮氣均要反應，量筒中水倒吸入錐形瓶中，幾乎充滿。

（7）鋁與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣，氫氣與氧氣混合遇明火而發(fā)生爆炸性反應，可能會導致錐形瓶炸裂或膠塞被沖出。

（8）由實驗裝置、實驗數(shù)據(jù)可知，使用實驗二的數(shù)據(jù)采集器整套裝置，測得的數(shù)據(jù)更精確。