Question

4．化學(xué)課上，同學(xué)們做了人體呼出的氣體使澄清石灰水變渾濁實(shí)驗(yàn)后，對(duì)呼出的氣體中主要成分及含量非常好奇，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)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溶液中的幾乎不溶解．③白磷燃燒需要氧氣，白磷燃燒所需的最低溫度為40℃，燃燒現(xiàn)象和產(chǎn)物均與紅磷相同．④氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳，并與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水．
【猜想與實(shí)踐】猜想：呼出的氣體中主要成分是N₂、O₂、CO₂、水蒸氣等．
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：驗(yàn)證呼出的氣體中含有水蒸氣．
（1）實(shí)驗(yàn)操作：取一潔凈干燥的玻璃片，對(duì)著其哈氣，觀察到玻璃片表面有水珠，可以判斷呼出的氣體中含有水蒸氣．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：驗(yàn)證呼出的氣體中含有N₂、O₂、CO₂，并測其含量．同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了如右圖所示裝置（B是帶有刻度的量氣裝置）．

（2）實(shí)驗(yàn)記錄

	實(shí)驗(yàn)操作	主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
①	檢查裝置的氣密性，向裝置中加入藥品，關(guān)閉止水夾a～f．	（不填）	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(guān)閉d，并冷卻到室溫．	B中液體進(jìn)入到A中，B中液體減少500ml．	收集了500ml氣體
③	關(guān)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	A中的液面下降，B中的液面上升至最高，C中的左側(cè)導(dǎo)管口有 ①氣泡冒出，且液面下降，液體沿導(dǎo)管進(jìn)入D中，D中液體為475mL	呼出氣體中含有CO2
④	關(guān)閉e、f，用凸透鏡聚光引燃白磷．	白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出大量熱	呼出氣體中含有O2，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為： ②磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷
⑤	待白磷熄滅并冷卻到室溫，打開f．	D中液體倒吸入C瓶中，C瓶中液面上升，D中剩余液體為400mL．	呼出氣體中含有 ③氮?dú)猓?/TD>

同學(xué)們經(jīng)過3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)了呼出的氣體中的主要成分及其含量．
【實(shí)驗(yàn)反思】
（3）該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)的N₂性質(zhì)有ABC（填字母序號(hào)）．
A．難溶于水  B．不能和NaOH溶液反應(yīng) C．不能燃燒，也不支持燃燒D．無色無味的氣體
（4）在實(shí)驗(yàn)（2）的操作⑤中，未等C中的氣體的冷卻，就打開f止水夾讀數(shù)，則所測的O₂的體積分?jǐn)?shù)會(huì)偏�。�（填“偏大”、“不變”、或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）水蒸氣遇冷會(huì)凝結(jié)成小水滴；
（2）③向A中充氣會(huì)使液體被重新壓回B中，從而將氣體排放到C中，而其中二氧化碳可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，可以據(jù)此解答該題；
⑤白磷燃燒要消耗氧氣，從而會(huì)使C裝置中的壓強(qiáng)變小，而使D中的液體倒吸入C裝置中，可以據(jù)此填空；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程所設(shè)計(jì)的物質(zhì)及反應(yīng)條件來判斷氮?dú)獾男再|(zhì)；
（4）根據(jù)氣體受熱膨脹的知識(shí)點(diǎn)來解答該題．

解答 解：（1）水蒸氣遇到比較干冷的玻璃片時(shí)，會(huì)凝結(jié)成小水珠，對(duì)著干燥的玻璃片哈氣，觀察到玻璃片上有水珠，說明呼出的氣體中有水蒸氣，故填：玻璃片表面有水珠；
（2）③關(guān)閉b向A裝置中通入氣體，則會(huì)使A中的液體被壓入B裝置中，從而使B中的液面上升，而使B中的氣體被壓入C中，所以在C導(dǎo)管口會(huì)發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出，由于氣體中含有二氧化碳，所以由于二氧化碳要和氫氧化鈉反應(yīng)，但是大部分氣體不會(huì)發(fā)生反應(yīng)而滯留在C裝置中，將C裝置中的液體壓入D中；在氣體壓力作用下，氣體進(jìn)入裝置C，其中的二氧化碳被氫氧化鈉溶液所吸收，故填：氣泡冒出；
⑤白磷燃燒要消耗氧氣，從而會(huì)使C裝置中的壓強(qiáng)變小，而使D中的液體倒吸入C裝置中，是C裝置中的液面上升；磷與氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成五氧化二磷；故填：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；            
消耗了氧氣、二氧化碳?xì)怏w后剩余的主要是氮?dú)�，故填：氮�(dú)猓?br />（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中所接觸的物質(zhì)及反應(yīng)條件可以知道，氮?dú)獠荒苋紵�也不支持燃燒，難溶于水，并且不能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，雖然能夠觀察出氮?dú)馐菬o色氣體，但是聞不到氮?dú)獾臍馕�，所以題中所給的ABC選項(xiàng)是正確的，故選：ABC；
（4）如果C裝置沒有完全冷卻即打開止水夾f，則會(huì)由于C中溫度較高氣體受熱膨脹，而使D中液體進(jìn)入到C中減少，D中剩余液體大于400mL，則所測O₂的體積分?jǐn)?shù)會(huì)偏�。�
故填：偏�。�

點(diǎn)評(píng) 熟練掌握二氧化碳、氧氣的化學(xué)性質(zhì)，能夠根據(jù)題給的實(shí)驗(yàn)流程分析各步驟所發(fā)生的反應(yīng)或變化，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚?/p>