21.化学探索课上,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,对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇,设计如下实验进行探究。
【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O
2;
②白磷和红磷具有相似的化学性质,都可燃,都不能与氢氧化钠溶液反应;
③二氧化碳可以被足量的氢氧化钠溶液吸收,反应时无明显现象;
④被液体浸泡后的白磷,只要与氧气接触且温度达到40℃仍然可以燃烧。
【猜想与实验】猜想:呼出的气体中主要成分是N
2、O
2、CO
2等;
实验一:验证呼出的气体中主要成分是N
2、O
2、CO
2,并测定其含量。同学们在老师的指导下设计了如图1所示装置。
【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。 | / | 装置气密性良好 |
先将锥形瓶中装满氢氧化钠溶液,打开弹簧夹K1、K2,将医用输液袋内的500mL呼出气体压入锥形瓶中。关闭K1、K2,并冷却至室温。 | 锥形瓶中液面下降,原来空的量筒内进入482mL液体。 | (1)呼出的气体中CO2的体积为________mL。 |
此时,锥形瓶中氢氧化钠溶液的液面低于燃烧匙,再往烧杯中倒入80℃的热水。 | (2)________ | (3)呼出的气体中,含N2________mL,含O2________mL。 |
待白磷熄灭并冷却到室温,打开K2。 | 量筒中部分液体倒吸入锥形瓶中;量筒中剩余液体为396mL。 |
(1)呼出的气体中CO
2的体积为
mL。
(2)
。
(3)呼出的气体中,含N
2 mL,含O
2 mL。
实验二:按图2将O
2、CO
2、湿度(测水蒸气)的传感器探头放入仍有少量空气的食品保鲜袋中。打开仪器进行数据采集,并向袋内呼出气体。采集的数据如图2(其中纵坐标均为某气体的体积分数%,横坐标均为时间s)。
(4)表示O
2体积分数变化的曲线是
(填“X”、“Y”或“Z”);
(5)Y曲线在约为60s时逐渐下降,后趋于稳定。推测食品包装袋内可能看到的现象是
;
(6)有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气,由图2判断此说法是
(填“正确”或“错误”),理由是
。
【实验反思】
(7)实验一设计依据的N
2性质有
(填选项序号);
A、难溶于水
B、无色无味
C、不和氢氧化钠溶液反应
D、不能燃烧,也不支持燃烧
(8)实验一的实验操作中,若锥形瓶中气体未完全冷却就打开K
2并读数,则所测氮气的体积分数将
(填“偏小”、“不变”或“偏大”)。