中考化学总复习冲刺高频考点吸入空气与呼出气体的比较实验探究题word版有答案.docx

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中考化学总复习冲刺高频考点吸入空气与呼出气体的比较实验探究题word版有答案

吸入空气与呼出气体的比较实验探究题

1、某化学小组对人体吸入的空气和呼出气体进行了如下实验探究。

【提出问题】人体吸入的空气与呼出气体组成有什么不同？

【查阅资料】①白磷化学式是P4，着火点约40℃；②通常条件下，氢氧化钠溶液与白磷不反应。

【实验准备】配制实验所需50g10%的氢氧化钠溶液，需水45mL（ρ水=1g/mL）。

【实验操作】实验一：

（如图1）

（1）检查好装置气密性后装入试剂，医用输液袋中收集VmL空气。

（2）打开弹簧夹K1、K2，缓慢将袋中空气全部排入锥形瓶中，将量筒内收集到液体V1mL．由此测得空气中CO2的体积为V-V1mL；

（3）关闭弹簧夹K1、K2，再用向烧杯中加入开水方法（填具体操作），使燃烧匙内的白磷迅速燃烧，反应的化学方程式为2P2O5。

充分反应后，冷却至室温，打开K2，量筒内剩余液体为V2mL．由此测得氧气在空气中所占的体积分数可表示为×100%；

实验二：

（如图2）

（4）把测定氧气、二氧化碳、水蒸气的传感器放入食品保鲜袋，然后向袋内呼出气体。

采集的数据经处理如图3所示，表示氧气体积分数变化的X。

（填“X”、“Y”或“Z”）。

Y的体积分数在60s之后逐渐减小的原因是水蒸气冷凝。

【数据处理】（5）实验二中，200s时没有被采集数据的其他所有气体的总体积分数为76.66%。

【评价与反思】（6）由实验二分析，人体呼出气体与空气相比，组成上的差异是呼出气体中氧气含量比空气中低，二氧化碳的含量比空气中高。

【答案】

解：

（1）所需的氢氧化钠质量为：

50g×10%=5g，需要水的质量为：

50g-5g=45g，水的体积为：

45g÷1g/mL=45mL；

【实验操作】

（1）实验前应先检查装置的气密性，装入试剂，在医用输液袋中装入VmL气体，连接装置。

（2）打开弹簧夹K1、K2；缓慢将袋中的空气全部排入锥形瓶中。

读出量筒中液体体积为V1 mL．氢氧化钠溶液易与二氧化碳反应生成可以溶于水的碳酸钠和水，锥形瓶中氢氧化钠溶液的作用是吸收气体中的二氧化碳，利用减少的液体体积测出二氧化碳的含量，是V-V1；

（3）关闭弹簧夹K1、K2，再向烧杯中加入热水（热水温度大于40°C），以促使白磷迅速燃烧。

磷燃烧产生五氧化二磷，化学反应式为：

4P+5O22P2O5

；待瓶中气体冷却至室温，打开K2．量筒中的水倒吸，读出量筒中液休体积为V2mL．其数值等于己反应的氧气和二氧化碳之外的气体总体积，测定出的气体成分在空气中所占的体积分数可表示为

（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数据（如图1），然后向袋内吹入气体，采集的数据经处理得到图3，由于呼出气体中二氧化碳增多和水蒸气增多，氧气减少，表示氧气体积分数变化的是X，Y的体积分数在60s后逐渐减小的原因是水蒸气冷凝；

（5）由图示可知：

200s时未采集数据的所有气体，总体积分数为76.66%；

【评价与反思】：

（6）人体的新陈代谢需要消耗氧气，同时产生二氧化碳，因此呼出气体中所含的氧气的含量比人体吸入空气中氧气含量低，二氧化碳的含量比人体吸入空气中的二氧化碳多。

故答案为：

（1）45；

（2）K1、K2，CO2，V-V1；

（3）向烧杯中加入开水；4P+5O22P2O5，为

（4）X，水蒸气冷凝，

（5）76.66%；

（6）呼出气体中氧气含量比空气中低，二氧化碳的含量比空气中高。

2、案例分析及实验探究：

（1）案例一：

探究人体呼出气体中二氧化碳含量比空气中的高，实验条件除了要控制两个盛装气体样品的集气瓶大小规格相同外，还要控制滴入澄清石灰水的量相同。

（2）案例二：

用玻璃杯迅速扣住燃烧的蜡烛，并使杯口始终浸没在水中。

描述此实验的实验现象：

观察到蜡烛熄灭，水进入玻璃杯，最终杯中液面高于碗中液面

（3）实验探究：

实验室制取气体的常用装置如图2

①仪器X的名称是试管。

②实验室制取氧气时，能作为发生装置的有A、B、C（填字母，下同）。

写出实验室制取氧气的其中一个化学方程式：

2H2O22H2O+O2↑，若要控制反应速率，应选择的发生装置是C；若要收集较为纯净的氧气，应选择的收集装置是F。

③实验室制取并收集一瓶二氧化碳气体，收集一段时间后，将燃着的木条放在集气瓶口，若观察到火焰熄灭，则接下来应进行的操作是将导管移出集气瓶，盖上玻璃片。

【答案】

解：

（1）案例一：

探究人体呼出气体中二氧化碳含量比空气中的高，实验条件除了要控制两个盛装气体样品的集气瓶大小规格相同外，还要控制滴入澄清石灰水的量相同；故答案为：

滴入澄清石灰水的量；

（2）案例二：

用玻璃杯迅速扣住燃烧的蜡烛，并使杯口始终浸没在水中。

描述此实验的实验现象：

观察到蜡烛熄灭，水进入玻璃杯，最终杯中液面高于碗中液面；故答案为：

观察到蜡烛熄灭，水进入玻璃杯，最终杯中液面高于碗中液面；（只要答到了蜡烛慢慢熄灭就给1分）

（3）实验探究：

①试管是常用的反应容器；②实验室制取氧气时，能作为发生装置的有A、B、C，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净；③实验室制取并收集一瓶二氧化碳气体，收集一段时间后，将燃着的木条放在集气瓶口，若观察到火焰熄灭，则接下来应进行的操作是：

将导管移出集气瓶，盖上玻璃片；故答案为：

①试管；②A、B、C；2H2O22H2O+O2↑（其它合理答案均可），C，F； ③将导管移出集气瓶，盖上玻璃片。

3、实验是学习化学的重要方法之一。

（1）实验1：

探究人体呼出气体与空气中二氧化碳含量。

除了要控制两个盛装气体样品的集气瓶大小规格和澄清石灰水的浓度相同外，还要控制澄清石灰水的量相同。

该实验的结论是呼出气体中二氧化碳含量大于空气中的含量。

（2）实验2：

该实验目的是探究温度对分子运动速率的影响

（3）实验3：

如图所示，电子秤上的量简中盛有蒸馏水，放置一段时间，天平示数变小（填”变大”“不变”或“变小”），从微粒的角度解释其原因是水分子运动到量筒之外

（4）实验4：

课堂上老师按图I装置进行分子运动探究实验时，同学们闻到了一股难闻的刺激性气味，课后在老师的指导下，化学兴趣小组对原实验装置进行改进，改进装置如图Ⅱ所示（夹持装置已省略）

①按图1进行实验时，有明显现象的烧杯是甲（填“甲”或“乙”）

②同学们在A试管中倒入适量浓氨水，B试管中放入一张滴有酚酞试液的滤纸，立即用带橡皮塞的导管按图Ⅱ连接好，一段时间后观察到滤纸上的酚酞试液变红。

a．小明发现滤纸上的酚酞试液需等待较长时间才变红，他采取给试管加热的f方法，很快就观察到了现象，请从微观角度解释其原因：

温度越高，分子运动速率越快。

b．实验结束，小张发现滤纸放在空气中一会儿后红色消失了，这是因为氯水易挥发。

③对比改进前的实验，改进后实验的优点是能尽量防止氨气的逸出。

【答案】

解：

（1）在探究探究人体呼出气体中二氧化碳含量比空气中的高时，实验条件除了要控制两个盛装气体样品的集气瓶大小规格相同外，还要控制滴加的澄清石灰水的量相同；故填：

澄清石灰水的量；呼出气体中二氧化碳含量大于空气中的含量；

（2）此实验还说明了温度越高分子运动速率越快，可见温度也是影响分子运动快慢的因素；故填：

探究温度对分子运动速率的影响；

（3）水是由水分子构成的，分子是在不断运动的，运动到了量筒的外面，所以电子秤的示数变小，故填：

变小；水分子运动到量筒之外；

（4）①按图I进行实验时，有明显现象的烧杯是甲，这是因为乙烧杯中的氨分子是不断运动的，当运动到甲烧杯中时，能和其中的水反应生成氨水，从而使酚酞试液变红色；故填：

甲；

②a、小明发现滤纸上的酚酞溶液需等待较长时间才变红，他用酒精灯加热A试管，很快观察到了现象，这说明温度越高，分子运动速率越快；故填：

温度越高，分子运动速率越快；

②实验结束，小张发现滤纸放在空气中一会儿后红色消失了，这是因为浓氨水易挥发，当氨水中的氨气完全逸出后，酚酞试液由红色变成无色。

故填：

易挥发。

故填：

用酒精灯加热A试管；温度越高，分子运动速率越快；易挥发。

③对比改进前的实验，改进后实验的优点是能尽量防止氨气的逸出。

故填：

能尽量防止氨气的逸出。

4、空气中氧气含量测定的再认识。

【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。

（1）该实验中选择使用汞的优点有②③④⑥（填序号）。

①实验过程中没有污染。

②汞在加热的条件下，只和氧气反应。

③汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测见反应器内空间体积的变化。

④汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。

⑤生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气中，把得到的氧气加到剩下的五分之四体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。

⑥氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，分解温度高于汞的沸点，易与汞分离。

（2）通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积五分之一的结论。

请根据现在的认识，对此结论予以补充。

空气的成分按体积计大约是：

氧气21%、氮气78%、稀有气体等其他成分1%。

（3）下列属于空气污染物的是ABCD。

A．臭氧    B．一氧化碳  C．PM2.5     D．PM10

【教材回顾】

如图3是教材中测定空气中氧气含量的实验装置图。

图中所示实验，红磷燃烧的化学方程式为，集气瓶中预先加入少量水的作用有、吸收白烟防止空气污染，集气瓶内水面上升不到其中气体体积的五分之一的原因可能是装置漏气（或红磷的量不足或没等冷却到室温就打开止水夹）（答一条即可）。

【探究改进】同学们发现利用教材装置进行实验时，在集气瓶外点燃红磷，一方面会造成空气污染，另一方面伸进集气瓶速度慢了会影响测定结果。

他们查阅资料发现：

①白磷40℃即可燃烧，燃烧产物与红磷相同；

②氢氧化钠（NaOH）溶液能吸收二氧化碳气体，且通常条件下，与白磷不反应。

于是改进成图4装置，重新探究。

（1）检查装置的气密性，锥形瓶中装满氢氧化钠溶液，测其体积为VmL，用铁网包好过量白磷，在医用输液袋中装入VmL空气，按图连接好装置。

（2）打开弹簧夹K1、K2，缓慢将袋中的空气全部排出，可观察到。

（3）读出量筒中液体体积为V1mL。

（4）关闭弹簧夹K1、K2，向烧杯内加入，以促使白磷迅速燃烧。

（5）待瓶中气体冷却至室温，打开K2，可观察到。

（6）读出量筒中液体体积为V2mL。

（7）计算：

二氧化碳的体积分数的表达式是×100%，氧气的体积分数的表达式是×100%。

（8）反思：

下列有关该实验的说法中，正确的是AC（填字母）。

A．若第一次仰视量筒读数，会使测得的V1数值偏小

B．若第二次未冷却至室温就读数，会使测得的V2数值偏小

C．若第一次仰视读数，第二次俯视读数，会使计算出的氧气体积分数偏小

【答案】

解：

（1）根据资料卡片可知：

汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽；汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测见反应器内空间体积的变化；氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离；故填：

②③④⑥；

（2）通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。

目前，已经准确地测定了空气的成分，空气的成分按体积计大约是：

氧气21%、氮气78%、稀有气体等其他成分1%；故填：

空气的成分按体积计大约是：

氧气21%、氮气78%、稀有气体等其他成分1%；

（3）臭氧、一氧化碳、PM2.5和PM10均属于空气污染物；故填