某学习小组为探究人体吸入空气的成分,进行了如下探究。
(查阅资料)
( 1 )通常条件下,白磷与氢氧化钠( NaOH )溶液不反应;
( 2 )二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应;
( 3 )金属铁不能与氢氧化钠溶液反应;金属铝( Al )能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气。
(实验操作、记录、分析)
(实验步骤):
( 1 )先 _____ (填具体实验操作方法),再向锥形瓶中装入 VmL 氢氧化钠溶液,在医用输液袋中装入 VmL 人体吸入的空气;
( 2 )打开弹簧夹 K 1 、 K 2 ,缓慢将袋中的气体全部排出。读出量筒(量筒的容积远大于 VmL )中液体体积为 amL ;
( 3 ) _____ (填具体实验操作方法),再向烧杯中加入开水,以促使白磷迅速燃烧。白磷燃烧的现象为 _____ 。待瓶中气体冷却至室温,打开 K 2 ,读出量筒中液体体积为 bmL 。从而推断氧气占吸入空气总体积百分数约为 _____ (写出计算表达式);
( 4 )连接装置前若把铁质燃烧匙换为铝质的,则可能后果是 _____ ,原因是 _____ 。
打开弹簧夹 K 1 、 K 2 ,将导管放入盛有水的烧杯中,双手握住锥形瓶,导管口有气泡冒出,且松手后,导管内形成稳定的一段液柱,然后移出导管 关闭弹簧夹 K 1 、 K 2 产生大量白烟,放出热量 测量结果偏小 金属铝( Al )能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,氢气增加内部气体体积,压强增大,进入集气瓶水的体积减小,从而使测量结果偏小
【详解】
( 1 )验证气体组分,因此需要首先检查装置气密性,所以先将装置导管口放入盛水的烧杯,然后利用热胀冷缩原理,观察有无气泡和液柱形成,判断装置气密性是否良好;具体实验操作方法是:打开弹簧夹 K 1 、 K 2 ,将导管放入盛有水的烧杯中,双手握住锥形瓶,导管口有气泡冒出,且松手后,导管内形成稳定的一段液柱,然后移出导管。
( 3 )此时反应需要在密闭环境下进行,所以关闭关闭弹簧夹 K 1 、 K 2 ,使锥形瓶内气体充分反应;白磷此时燃烧,产生大量白烟,并且放出热量;根据排出水的体积,可知内部气体体积为 amL ,反应完毕后,量筒剩余体积为 bmL ,所以进入锥形瓶内液体体积为( a - b ) mL ,人体吸入的空气体积为 VmL ,所以氧气占吸入空气的体积百分数为 ;
( 4 )铝与氢氧化钠可以反应生成偏铝酸钠和氢气,此时氢气增加了内部气体体积,造成压强变大,则进入水的体积减小,测得数据结果偏小。
用排水法收集气体 | 在两个集气瓶中装满水,用玻璃片盖住瓶口,倒放入水中。将塑料管小心插入集气瓶内,吹气 | 集气瓶中的水逐渐排出,收集满呼出的气体 | 呼出的气体几乎没有溶于水 |
在水中收集满气体后,用玻璃片盖住瓶口,从水中取出正放于桌面上 | 气体无色 | 无色的气体,密度比空气的大 | |
探究呼出气体的性质 | 向一个盛空气的集气瓶和一个盛呼出气体的集气瓶中,各滴入几滴澄清的石灰水,振荡 | 盛空气的集气瓶内澄清石灰水没有变浑浊;盛呼出气体的集气瓶内澄清的石灰水变浑浊 | 呼出的气体中二氧化碳的含量>空气中二氧化碳的含量 |
将燃着的木条分别插入另一个盛有呼出气体的集气瓶中和盛有空气的集气瓶中 | 盛有空气的集气瓶中的木条继续燃烧,无明显变化;盛呼出气体的集气瓶中燃着的木条逐渐熄灭 | 呼出的气体中氧气的含量<空气中氧气的含量 | |
取一块干燥的玻璃片,对着呼气,并与放在空气中的另一块玻璃片进行比较 | 对着呼气的玻璃片上有一层水雾;放在空气中的玻璃片无明显变化 | 呼出的气体中水蒸气的含量>空气中水蒸气的含量 |
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