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第一单元 走进化学世界
课题2 化学是一门以实验为基础的科学
第2课时 对人体吸入的空气和呼出气体的探究
知识
呼吸是生命现象的特征之一，在这司空见惯的现象中有什么科学的奥秘呢？
（1）二氧化碳可以使澄清石灰水变成白色浑浊液，实验中白色浑浊物越多，说明气体中二氧化碳越多。
（2）氧气可使带火星的木条复燃，木条燃烧越旺，说明氧气越多。
（3）二氧化碳可以使燃着的木条熄灭。
（4）空气主要是由氮气、氧气组成的，还含有二氧化碳、水蒸气等。
（5）氮气、稀有气体性质较稳定，一般不与其他物质发生反应。
1．收集两瓶空气。
2．排水集气法收集两瓶呼出气体的样品：用集气瓶装满水，用玻璃片盖住瓶口的一部分，然后推动玻璃片，将瓶口全部盖住（注意不能留有气泡），把盛满水的瓶子连同玻璃片一起倒立在水槽中。将饮管小心插入集气瓶内，向集气瓶缓缓吹气，直到集气瓶内充满呼出的气体。在水下用玻璃片将集气瓶的瓶口盖好，然后取出集气瓶放在桌上。

3．将燃着的木条分别插入空气样品和呼出气体样品中，观察现象：伸入空气中，燃着的木条 ，伸入呼出的气体瓶中，燃着的木条 。
结论：呼出气体氧气的含量比空气中的少。
4．向一瓶空气样品和一瓶呼出气体的样品中各滴入相同滴数的澄清石灰水，振荡，观察现象：加入盛空气的集气瓶中后振荡， ；加入呼出的气体瓶中后振荡， 。
结论：呼出气体二氧化碳含量比空气中的多。
5．取两块干燥的玻璃片，对着其中一块哈气，对比观察现象：被呼气的玻璃片上有__________出现，放在空气中的另一块玻璃片上_______________。
结论：呼出气体的水蒸气含量比空气中的____。
【答案】3．无多大变化
4．很快熄灭 无明显现象 澄清石灰水变浑浊
5．水雾 无明显现象 多
重点
将集气瓶装满水，倒置在水槽中，气体由瓶口进入，瓶内水排完，说明气体已经收集满，在水下立即用玻璃片将集气瓶口盖好，然后取出集气瓶放在实验桌上。
注意：用排水法收集的气体不能与水发生反应，以及不能大量溶于水。
某同学用排水法收集了一瓶氧气，将点燃的木炭伸入集气瓶内，却没有明显现象，导致这种现象的原因可能是（已知木炭能在氧气中剧烈燃烧）
A．收集满后盖上毛玻璃片拿出水面
B．收集满氧气的集气瓶正放于桌面
C．排水法收集前未将集气瓶灌满水
D．集气瓶中水没有完全排出就盖上毛玻璃片拿出水面
【解析】A、收集满后盖上毛玻璃片拿出水面，操作规范，不符合题意；B、收集满氧气的集气瓶正放于桌面，操作规范，不符合题意；C、排水法收集前未将集气瓶灌满水，导致收集的氧气不纯，使现象不明显，符合题意；D、集气瓶中水没有完全排出就盖上毛玻璃片拿出水面，说明氧气没有集满，集气瓶中还有水，但收集的气体仍为氧气，不影响性质的检验，不符合题意。
【答案】C

提出问题
我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同
猜想
我们呼出和吸入的空气不同
判断依据
（1）氧气可以使带火星木条复燃，木条燃烧越旺氧气越多
（2）二氧化碳可以使燃着的木条熄灭
（3）二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，且白色浑浊物越多，二氧化碳气体越多
（4）水蒸气遇冷会凝成液滴
现象
（1）空气瓶中燃着的木条无明显变化，但呼出气体的瓶中燃着的木条很快熄灭
（2）只有呼出气体瓶中的澄清石灰水变浑浊
（3）只有被呼气的玻璃片上有水雾
结论
（1）空气中含氧气量较多，呼出气体中含氧气量较少
（2）空气中含二氧化碳量较少，呼出气体中含二氧化碳量较多
（3）空气中含水蒸气量较少，呼出气体中含水蒸量较多
下列是某化学学习小组在“人吸入的空气和呼出的气体中有什么不同”的探究活动中提出的一些说法，其中错误的是
A．证明呼出的气体含二氧化碳多的证据是：只有呼出的气体能使澄清石灰水变浑浊
B．判断呼出的气体含氮气的依据是：空气中含有氮气，而氮气不为人体吸收
C．证明呼出的气体含水蒸气多的证据是：只有呼出的气体在玻璃片上结下水珠
D．证明呼出的气体含氧气的证据是：呼出的气体能使木条燃烧更旺
【解析】A、使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，呼出的气体使石灰水出现浑浊，证明呼出的气体比空气中的二氧化碳含量高，此项说法正确，不符合题意；B、判断呼出的气体含氮气的依据是：空气中含有氮气，而氮气不为人体吸收，说法正确，不符合题意；C、呼出的气体中含有较多的水蒸气，能在玻璃片上结下水珠，此项说法正确，不符合题意；D、呼出的气体使燃着的木条燃烧不旺，甚至熄灭，说明呼出的气体中氧气的含量变少，故此项说法错误，符合题意。
【答案】D
1．科学探究的一般步骤：
（1）提出问题；
（2）猜想与假设；
（3）设计方案；
（4）进行实验；
（5）收集证据；
（6）解释与结论；
（7）反思与评价；
（8）表达与交流。
2．观察化学实验的基本方法
（1）变化前：记录物质的名称，观察并记录物质的形态、外观等；
（2）变化中：观察并记录物质的形态、外观、能量变化及其他现象；
（3）变化后：记录生成物的名称，观察并记录生成物的形态、外观等。
3．描述实验现象的基本方法：操作→现象→结论。
打开“雪碧”饮料的瓶子，发现有大量气泡产生。根据这一现象，对产生的气体是什么，小明作出了如下猜想，其中明显不合理的是
A．可能是二氧化碳 B．可能是水蒸气
C．可能是对人体无害的气体 D．可能是对人体有害的气体
【答案】D
基础训练
1．某同学发现实验室里的一个久置的酒精灯不易点燃，有同学认为因为酒精蒸发后灯芯上有水，于是他们提出：“我们可以先上网查阅一下资料。”“上网查阅一下”这一过程属于科学探究中的
A．提出问题 B．假设和猜想
C．收集证据 D．得出结论
【解答】解：
2．通过探究“我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的实验，得出的结论正确的是
A．我们吸入的气体全部是氧气
B．我们呼出的气体全部是二氧化碳
C．我们呼出的气体全部是氮气
D．我们呼出的气体中含有二氧化碳
3．某气体既能用排水法收集，又能用向下排空气法收集，该气体具有的物理性质是
A．难溶于水，密度比空气大
B．难溶于水，密度比空气小
C．易溶于水，密度比空气大
D．易溶于水，密度比空气小
4．把一根燃着的木条，分别伸入装有呼出气体和普通空气的集气瓶内，观察到木条在空气瓶内燃烧较旺，由此说明
A．空气是由氮气和氧气组成
B．呼出气体中氮气的含量比空气中多
C．呼吸过程中消耗了氧气
D．呼出的气体是二氧化碳
5．空气与人体呼出的气体中所含气体体积的比较，正确的是
①氧气：空气＞呼出气体；
②二氧化碳：空气＜呼出气体；
③水蒸气：空气＞呼出气体。
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
6．如图所示，某同学为验证空气中含有少量二氧化碳，将大针筒内的空气一次性压入新制的澄清石灰水中，发现石灰水没有变化。据此，你认为该同学应该
A．继续用大针筒向澄清石灰水中压入空气
B．撤去大针筒，用嘴向澄清石灰水吹气
C．得出空气中没有二氧化碳的结论
D．得出空气中含有少量二氧化碳的结论
能力提升
7．在“人吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的探究中，下列说法不正确的是
选项
现象
结论
A
带火星木条不复燃
呼出气体中氧气含量低
B
干燥玻璃片上有水雾
呼出气体中水含量高
C
澄清石灰水变浑浊
呼出气体中二氧化碳含量高
D
集气瓶正放
呼出气体的密度比空气大
8．在探究“呼出气体中的二氧化碳是否比空气中的二氧化碳多”的实验中，将一定量的澄清石灰水分别加入如图两个集气瓶中（集气瓶Ⅰ盛有空气，集气瓶Ⅱ盛有人体呼出的气体），振荡后，观察实验现象。关于这个实验说法正确的是
A．集气瓶Ⅰ盛放的是空气，因此集气瓶Ⅰ没有必要盖玻璃片
B．现象是集气瓶Ⅰ中无明显变化，集气瓶Ⅱ中产生白色浑浊
C．用燃着的木条伸入集气瓶，先熄灭的集气瓶中的二氧化碳多，没必要做这个实验
D．因为集气瓶Ⅰ中会无明显变化，所以集气瓶Ⅰ中应该稍微多加一些澄清石灰水
9．通过肺与外界进行气体交换，吸入空气中的氧气，排出二氧化碳气体和水蒸气。但人体排出的二氧化碳气体究竟是空气中原有的，还是人体代谢的最终产物，为了证实这个问题，有人设计了如图所示的装置进行实验：(两锥形瓶中均装有足量的澄清石灰水）
（1）人吸气时，应将活塞A__________（填“打开”或“关闭”），活塞B___________（同上）；此时可观察到（Ⅰ）瓶内的现象是______________________________________________________________。
（2）人呼气时，应将活塞A_________（填“打开”或“关闭”），活塞B_______，此时可观察到（Ⅱ）瓶内的现象是_________________。将上述操作反复进行，能证明人呼出的气体中所含的二氧化碳不是来自空气，而是人体代谢的产物。
真题练习
10．[2019·嘉兴] 如图是小明在做“检测人体呼出气体成分”的实验示意图。小明是在检测人体呼出气体中所含的
A．水蒸气 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气
11．[2019·威海] 小丽捡到一枚白色鹅卵石，这会不会是大理石呢？将其放在食醋中，有气泡产生。小丽认为鹅卵石中可能含有碳酸盐。在此过程中，没有应用的科学方法是
A．猜想 B．实验 C．推理 D．归纳
参考答案
基础训练
1．【答案】C
【解析】“上网查阅一下”属于查阅资料，应当属于科学探究环节中的收集证据。故选C。
2．【答案】D
【解析】我们吸入的是空气，含有氮气、氧气、二氧化碳等，故A项说法错误；我们呼出的气体中含有氮气、氧气、二氧化碳、水蒸汽等，故B、C项说法错误，D项说法正确。故选D。
3．【答案】B
【解析】气体既能用排水法收集，又能用向下排空气法收集，说明该气体具有的物理性质是难溶于水，且密度比空气小。故选B。
4．【答案】C
5．【答案】A
【解析】空气与人体呼出的气体中所含气体体积的比较：空气的氧气含量大于呼出气体的；二氧化碳的含量在呼出的气体中含量较大；水蒸气在呼出气体中的含量较大。故选A。
6．【答案】A
【解析】将大针筒内的空气一次性压入新制的澄清石灰水中，发现石灰水没有变化，有可能是空气中的二氧化碳含量少，变化不明显，应该继续用大针筒向澄清石灰水中压入空气。故选A。
能力提升
7．【答案】A
【解析】A、空气和呼出气体中氧气浓度都不够使木条复燃，说法不正确；B、水蒸气遇冷凝结，空气中玻璃片无明显变化而呼出气体有水雾，可以得出结论，说法正确；C、二氧化碳使石灰水变浑浊，空气使石灰水无明显变化而呼出气体使石灰水变浑浊，可以得出结论，说法正确；D、密度比空气大的气体瓶口朝上以免气体漏出，如收集二氧化碳也是瓶口朝上，可以得出结论，说法正确。故选A。
8．【答案】B
9．【答案】（1）打开 关闭 液面下导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊
（2）关闭 打开 液面下导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊
【解析】（1）人吸气时，应将活塞A打开，活塞B关闭，保证除去空气中的二氧化碳，观察到（Ⅰ）瓶内的现象是液面下导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊。（2）人呼气时，应将活塞A关闭，活塞B打开，此时可观察到（Ⅱ）瓶内的现象是液面下导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊，证明人呼吸产生了二氧化碳。
真题练习
10．【答案】A
【解析】氯化钴遇水会由蓝色变成红色，故氯化钴试纸用于检验水的存在。故选A。
11．【答案】D
【解析】“这会不会是大理石呢？”，属于猜想；“将其放在食醋中，有气泡产生”属于探究中的实验；“鹅卵石中可能含有碳酸盐。”属于推理；没有应用的科学方法是归纳。故选D。

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