實驗03對人體吸入空氣和呼出氣體的探究

【同步實驗課】對人體吸入空氣和呼出氣體的探究01實驗梳理01實驗梳理02實驗點撥03典例分析04對點訓(xùn)練【實驗?zāi)康摹?．探究人體吸入空氣和呼出氣體成分的不同。2．培養(yǎng)學(xué)生動手能力及科學(xué)探究思維。3．學(xué)會科學(xué)探究的方法，填寫探究（或?qū)嶒灒﹫蟾??！緦嶒瀮x器】集氣瓶、水槽、膠頭滴管、火柴、吸管、玻璃片【實驗試劑】水、澄清石灰水【實驗步驟】（1）：收集兩瓶空氣樣品取兩個空集氣瓶，用玻璃片將瓶口蓋好（2）：用排水法收集兩瓶呼出氣體的樣品①用兩個集氣瓶裝滿水，倒放入水中，將吸管小心插入集氣瓶中，吹氣②在瓶中充滿氣體后，用玻璃片蓋住瓶口，從水中取出正放于桌上（3）：比較空氣與人體呼出氣體中氧氣的含量將燃著的木條分別插入一個盛空氣的集氣瓶和一個盛呼出氣體的集氣瓶中（4）：比較空氣與人體呼出氣體中二氧化碳的含量向一瓶空氣樣品和一瓶呼出氣體的樣品中各滴入相同滴數(shù)的澄清石灰水，振蕩（5）：比較空氣與人體呼出氣體中水蒸氣的含量取兩塊干燥的玻璃片，對著其中一塊哈氣【實驗記錄】實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗分析或結(jié)論（2）：用排水法收集兩瓶呼出氣體的樣品集氣瓶中的水逐漸被排出人呼出的氣體不溶于水瓶內(nèi)充滿無色的氣體呼出的氣體的密度大于空氣（3）：比較空氣與人體呼出氣體中氧氣的含量空氣：木條繼續(xù)燃燒；呼出氣體：木條熄滅呼出的氣體中，氧氣的含量比空氣中低（4）：比較空氣與人體呼出氣體中二氧化碳的含量空氣：無明顯變化；呼出氣體：澄清石灰水變渾濁呼出的氣體中，二氧化碳的含量比空氣中高（5）：比較空氣與人體呼出氣體中水蒸氣的含量哈氣的玻璃片：出現(xiàn)水珠；放在空氣中的玻璃片：無明顯變化呼出的氣體中，水蒸氣的含量比空氣中高1.排水法收集氣體（1）適宜用排水法收集的氣體，應(yīng)該不（或難）溶于水，且不與水反應(yīng)。（2）用排水法收集氣體時，應(yīng)先將集氣瓶盛滿水，并用玻璃片先蓋住瓶口的一小部分，然后推動玻璃片將瓶口全部蓋住，把盛滿水的瓶子連同玻璃片一起倒立在水槽內(nèi)。當集氣瓶內(nèi)的水被完全排出時，在水下立即用玻璃片將集氣瓶的瓶口蓋好，然后取出放在實驗桌上?！咀⒁狻浚?）與集氣瓶配套使用的玻璃片一般是毛玻璃，使用時應(yīng)將玻璃片的毛面向下（填“上”或“下”）蓋好集氣瓶。（2）吹氣換氣時不要倒吸集氣瓶內(nèi)的水。（3）若收集的氣體密度大于空氣，瓶口朝上（填“上”或“下”）正（填“正”或“倒”）放在實驗桌上。若收集的氣體密度小于空氣，瓶口朝下（填“上”或“下”）倒（填“正”或“倒”）放在實驗桌上。2.對照實驗指其他條件都相同，只有一個條件不同的實驗。該探究實驗在比較空氣和人體呼出的氣體中氧氣、二氧化碳、水蒸氣的含量時，都采用了對照實驗的方法。人體吸入的空氣和呼出的氣體中所含氧氣、二氧化碳、水蒸氣的多少氧氣的含量二氧化碳的含量水蒸氣的含量吸入的空氣相對多相對少相對少呼出的氣體相對少相對多相對多【注意】人體呼出的氣體中含量最多的不是二氧化碳，是氮氣。【典例01】小明在探究人體吸入空氣和呼出氣體有何不同時，“將呼出氣體通入澄清石灰水”屬于科學(xué)探究的哪一環(huán)節(jié)（）A．提出問題 B．進行實驗 C．猜想與假設(shè) D．得出結(jié)論【答案】B【詳解】“將呼出氣體通入澄清石灰水”是探究呼出氣體和澄清石灰水反應(yīng)的現(xiàn)象，進而判斷生成的物質(zhì)的特點，屬于科學(xué)探究的進行實驗。故選：B?！镜淅?2】用排水法收集一瓶人體呼出的氣體的操作順序為（）①把盛滿水的集氣瓶連同玻璃片一起倒立在水槽內(nèi)②在水下立即用玻璃片將集氣瓶的瓶口蓋好，然后取出集氣瓶放在桌上③將集氣瓶盛滿水，用玻璃片先蓋住瓶口的一部分，然后推動玻璃片將瓶口全部蓋?、軐嬎苄⌒牡夭迦爰瘹馄績?nèi)，并向集氣瓶內(nèi)緩緩吹氣，直到集氣瓶充滿呼出的氣體A．①②③④B．②③①④C．③①④②D．④③②①【答案】C【詳解】用排水法收集一瓶人體呼出的氣體，首先將集氣瓶盛滿水，用玻璃片先蓋住瓶口的一部分，然后推動玻璃片將瓶口全部蓋住，將集氣瓶內(nèi)空氣排盡，然后把盛滿水的集氣瓶連同玻璃片一起倒立在水槽內(nèi)，將飲水管小心地插入集氣瓶內(nèi)，并向集氣瓶內(nèi)緩緩吹氣，直到集氣瓶充滿呼出的氣體，然后在水下立即用玻璃片將集氣瓶的瓶口蓋好，然后取出集氣瓶放在桌上。故操作順序為：③①④②。故選：C?！镜淅?3】下列有關(guān)人體吸入空氣和呼出氣體的敘述錯誤的是（）A．呼出氣體中仍有氮氣B．都是無色氣體，但成分比例不同C．利用帶火星的小木條，可比較二者的氧氣含量D．呼出氣體和吸入空氣相比，氧氣含量少，二氧化碳含量多【答案】C【詳解】A、氮氣不參與呼吸作用，因此呼出氣體中含有氮氣，正確；B、都是無色氣體，呼吸過程中發(fā)生氣體交換，成分比例不同，正確；C、人體吸入和呼出的空氣中含有氧氣，但是不能使帶火星的木條復(fù)燃，應(yīng)該用燃著的木條比較氧氣含量，選項錯誤；D、吸入空氣后氧氣被人體吸收并發(fā)生氣體交換生成二氧化碳，呼出氣體和吸入氣體相比，氧氣明顯減少，二氧化碳明顯增多，正確。故選：C?！镜淅?4】為探究人體呼出的氣體與空氣組成的差別，按圖1所示進行實驗，將呼出氣體吹入食品保鮮袋內(nèi)（袋內(nèi)含少量空氣），采集二氧化碳、水蒸氣、氧氣的體積分數(shù)如圖2所示，下列說法不正確的是（）A．圖2中表示氧氣體積分數(shù)變化的是曲線XB．呼出氣體中二氧化碳含量比空氣中的高C．圖2中Y體積分數(shù)在60s后逐漸減小的原因是水蒸氣冷凝D．200s時沒有被采集數(shù)據(jù)的其他所有氣體的總體積分數(shù)為23.34%【答案】D【分析】按圖1所示進行實驗，將呼出氣體吹入食品保鮮袋內(nèi)（袋內(nèi)含少量空氣），采集二氧化碳、水蒸氣、氧氣的體積分數(shù)，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理得到圖2，由于呼出氣體中二氧化碳增多和水蒸氣增多，氧氣減少，表示二氧化碳體積分數(shù)變化的是Z，表示水蒸氣體積分數(shù)變化的是Y，表示氧氣體積分數(shù)變化的是X?！驹斀狻緼、呼吸作用消耗氧氣，因此，隨著呼吸作用的進行，氧氣體積分數(shù)減小，因此圖2中表示氧氣體積分數(shù)變化的是曲線X，故A不符合題意；B、由于呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳，所以實驗過程中二氧化碳的體積分數(shù)變大，即呼出氣體中二氧化碳含量比空氣中的高，故B不符合題意；C、Y的體積分數(shù)在60s后逐漸減小的原因是水蒸氣冷凝，故C不符合題意；D、200s時沒有被采集數(shù)據(jù)的其他所有氣體的總體積分數(shù)為1－17.17%－3.67%－2.50%=76.68%，故D符合題意；故選：D。1．（2023秋·遼寧葫蘆島·九年級統(tǒng)考期末）將呼出的氣體與空氣相比較，含量明顯降低的是（）A．稀有氣體 B．水蒸氣 C．氧氣 D．二氧化碳【答案】C【詳解】人體呼吸時把空氣中的氧氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳，同時從體內(nèi)帶出水蒸氣，呼出的氣體與空氣相比較，二氧化碳和水蒸氣含量增加，氧氣含量減少，稀有氣體不參與反應(yīng)，含量不變。故選：C。2．（2023·廣東珠?！そy(tǒng)考一模）擦玻璃時，人們常向玻璃上哈氣，這樣會擦得更干凈。這說明與空氣相比，人體呼出的氣體中含有較多的（）A．氮氣 B．一氧化碳 C．二氧化碳 D．水蒸氣【答案】D【詳解】呼出的氣體與吸入空氣相比，具有“兩多一少”的特點，即與吸入的空氣相比，二氧化碳、水蒸氣含量增加，氧氣含量減少；向玻璃上哈氣時，會看到玻璃上變模糊，再擦?xí)蓛簦f明人呼出的氣體中含有較多的水蒸氣。故選：D。3．（2023·全國·九年級假期作業(yè)）下列對吸入空氣和呼出氣體的探究描述中錯誤的是（）A．用排水集氣法收集呼出氣體 B．呼出氣體中含量最多的是氮氣C．用澄清石灰水檢驗氧氣的含量 D．空氣中二氧化碳含量比呼出氣體中的少【答案】C【詳解】A、呼出氣體不易溶于水，用呼出氣體收集呼出氣體，該選項描述正確；B、空氣中含量最多的氣體為氮氣，氮氣不被人體吸收，則呼出氣體中含量最多的是氮氣，該選項描述正確；C、氧氣不能使澄清石灰水比渾濁，則不能用澄清石灰水檢驗氧氣的含量，該選項描述不正確；D、呼吸作用消耗氧氣，生成二氧化碳氣體，則空氣中二氧化碳含量比呼出氣體中的少，該選項描述正確。故選：C。4．（2023秋·九年級課時練習(xí)）某同學(xué)在進行“對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究”實驗中有錯誤的是（）A．用排水法收集呼出的氣體 B．用澄清的石灰水比較二氧化碳的含量C．用帶火星的木條比較氧氣的含量 D．用玻璃片來比較水蒸氣的含量【答案】C【詳解】A、人呼吸時把空氣中的氧氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳，同時從體內(nèi)帶出水蒸氣，由于呼出氣體中主要含有二氧化碳、氮氣和氧氣等，氮氣不溶于水，氧氣不易溶于水，且都不與水反應(yīng)，二氧化碳在水中的溶解度很低，少量二氧化碳溶于水幾乎可以忽略不計，生成的碳酸也是很不穩(wěn)定很容易分解生成水和二氧化碳，所以對實驗結(jié)果沒有明顯影響，所以可以使用排水法收集，故A正確；B、二氧化碳能夠使澄清石灰水變渾濁，所以用澄清的石灰水可以比較二氧化碳的含量，呼出氣體能使澄清石灰水變渾濁，空氣不能使澄清石灰水變渾濁，說明呼出氣體中二氧化碳含量比吸入空氣中高，故B正確；C、不能用帶火星的木條比較氧氣的含量，因為帶火星的木條在吸入的空氣和呼出的氣體中均不會復(fù)燃，氧氣具有助燃性，應(yīng)該用燃著的木條來檢驗氧氣的含量，燃著的木條在吸入空氣中可以正常燃燒，在呼出氣體中會熄滅，說明吸入空氣中氧氣的含量比呼出氣體中高，故C錯誤；D、水蒸氣遇冷凝結(jié)成水霧，可用玻璃片來比較水蒸氣的含量，故D正確；故選：C。5．（2023秋·九年級課時練習(xí)）區(qū)分一瓶空氣和一瓶人呼出的氣體，下列方案中不能成功的是（）A．分別聞兩瓶氣體的氣味 B．向其中分別插入燃著的小木條C．向其中分別滴入等量的澄清石灰水 D．將點燃的蠟燭分別伸入兩個集氣瓶中【答案】A【詳解】A、空氣和呼出氣體都是無色無味的氣體，則不能通過聞兩瓶氣體的氣味區(qū)分空氣和呼出氣體，故不能區(qū)分；B、由于空氣中氧氣含量高于呼出氣體中氧氣含量，則可以通過燃著的小木條區(qū)分，在空氣中繼續(xù)燃燒一會再熄滅，而在呼出氣體中則熄滅，故能區(qū)分；C、由于呼出氣體中二氧化碳的含量高于空氣中二氧化碳含量，則可以通過滴加等量的澄清石灰水，在呼出氣體中澄清石灰水變渾濁，而在空氣中則無明顯變化，故能區(qū)分；D、由于空氣中氧氣含量高于呼出氣體中氧氣含量，則可以通過點燃的蠟燭區(qū)分，在空氣中繼續(xù)燃燒一會再熄滅，而在呼出氣體中則熄滅，故能區(qū)分；故選：A。6．（2023秋·安徽滁州·九年級校聯(lián)考期末）空氣質(zhì)量意味著生活質(zhì)量。下表為某同學(xué)測量的呼吸前后氣體組成的實驗數(shù)據(jù)(相同狀況下)，下列說法不正確的是（）物質(zhì)吸入空氣(體積分數(shù)/%)呼出空氣(體積分數(shù)/%)氮氣7875氧氣2116二氧化碳4水蒸氣abA．本實驗中，水蒸氣的體積分數(shù)a<bB．人的呼吸作用會消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳與水蒸氣C．呼出氣體的總體積與吸入空氣的總體積相等D．通常情況下，氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在呼吸前后體積幾乎無變化【答案】C【詳解】A、呼吸作用消耗O2產(chǎn)生CO2和H2O，呼出氣體中水蒸氣的體積分數(shù)大于吸入氣體中水蒸氣的體積分數(shù)，故選項A說法正確；B、人的呼吸作用會消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳與水蒸氣，故選項B說法正確；C、人的呼吸作用會消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳與水蒸氣，氣體總體積增大，所以呼出氣體的總體積大于吸入空氣的總體積，故選項C說法不正確；D、通常情況下氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，且氮氣不參與呼吸作用，在呼吸前后體積幾乎無變化，呼出空氣中氮氣體積分數(shù)變小，是因為氣體總體積增大，故選項D說法正確。故選：C。7．（2023秋·全國·九年級假期作業(yè)）下列是某化學(xué)學(xué)習(xí)小組在“人吸入的空氣和呼出的氣體中有什么不同”的探究活動中提出的一些說法，其中錯誤的是（）A．證明呼出的氣體含二氧化碳多的證據(jù)是：呼出的氣體能使澄清石灰水變渾濁B．判斷呼出的氣體含氮氣的依據(jù)是：空氣中含有氮氣，而氮氣不為人體吸收C．證明呼出的氣體含水蒸氣多的證據(jù)是：呼出的氣體在玻璃片上結(jié)下水珠D．證明呼出的氣體含氧氣的證據(jù)是：呼出的氣體能使木條燃燒更旺【答案】D【詳解】A、使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳，呼出的氣體使石灰水出現(xiàn)渾濁，證明呼出的氣體比空氣中的二氧化碳含量高．此項說法正確，不合題意；B、判斷呼出的氣體含氮氣的依據(jù)是：空氣中含有氮氣，而氮氣不為人體吸收，說法正確，不合題意；C、呼出的氣體中含有較多的水蒸氣，能在玻璃片上結(jié)下水珠，此項說法正確，不合題意；D、呼出的氣體能使燃著的木條燃燒不旺，甚至熄滅，說明呼出的氣體中氧氣的含量變少，故此項說法錯誤，符合題意；故選：D。8．（2023秋·九年級課時練習(xí)）小組同學(xué)欲探究“操場與教室空氣中二氧化碳含量的差異”，下列說法錯誤的是（）A．將集氣瓶裝滿水，到操場倒掉后蓋上玻璃片，收集操場空氣樣本B．原理是利用化學(xué)反應(yīng)將混合氣體中的某一種氣體反應(yīng)完全并粗略測定其含量C．實驗需要控制的變量只有氣體樣品的體積D．教室空氣中二氧化碳的含量更高一些，因此課間應(yīng)加強通風【答案】C【詳解】A、采集一瓶氣體樣品可先將集氣瓶裝滿水，在指定環(huán)境中倒掉，重新蓋上玻璃片即可收集一瓶氣體樣本，說法正確；B、探究“操場與教室空氣中二氧化碳含量的差異”，原理是利用化學(xué)反應(yīng)將混合氣體中的某一種氣體反應(yīng)完全并粗略測定其含量，說法正確；C、本實驗需要控制變量，除探究要素不同之外，其它條件都應(yīng)該是相同的，控制的變量不只有氣體樣品的體積，還有加入試劑的體積等，說法錯誤；D、人員密集的教室空氣中二氧化碳含量通常比操場空氣中二氧化碳含量的高，因此課間應(yīng)加強通風，說法正確。故選：C。9．（2023秋·九年級課時練習(xí)）課外小組的同學(xué)利用如圖所示裝置探究人體吸入的空氣和呼出氣體有什么不同，下列說法錯誤的是（）A．該實驗是為了探究兩種氣體中二氧化碳含量不同B．實驗所用木條的粗細、長短應(yīng)該相同C．實驗中空氣中的木條正常燃燒，呼出氣體中的木條很快熄滅D．該實驗的結(jié)論是呼出氣體中氧氣含量更少【答案】A【詳解】A、該實驗是為了探究兩種氣體中氧氣含量不同，此選項錯誤；B、該實驗為對比實驗，實驗所用木條的粗細、長短應(yīng)該相同，此選項正確；C、氧氣支持燃燒，所以該實驗中空氣中的木條正常燃燒，呼出氣體中的木條很快熄滅，此選項正確；D、該實驗的結(jié)論是呼出氣體中氧氣含量更少，此選項正確。故選：A。10．（2023·江蘇南京·模擬預(yù)測）實驗小組利用圖1裝置測定塑料袋中氧氣和二氧化碳的濃度。塑料袋中充有空氣，一段時間后壓癟塑料袋，向癟塑料袋中吹入一定量的呼出氣體。測定結(jié)果如圖2。下列說法不正確的是（）A．35s時開始向塑料袋中吹氣B．曲線②表示二氧化碳濃度的變化C．80s時氧氣的濃度比二氧化碳的低D．可證明呼出氣體中氧氣的濃度比空氣中的低【答案】C【詳解】A、35s時二氧化碳的濃度開始上升，氧氣濃度開始下降，說明35s時開始向塑料袋中吹氣，故選項說法正確；B、由圖可知，曲線②表示二氧化碳濃度的變化，故選項說法正確；C、由圖可知，80s時氧氣的濃度約為18%，二氧化碳的濃度為25000×0.0001%=2.5%，所以氧氣的濃度比二氧化碳的高，故選項說法不正確；D、由圖可知，空氣中氧氣的含量約為21%，80s時氧氣的濃度約為18%，所以呼出氣體中氧氣的濃度比空氣中的低，故選項說法正確。故選：C。11．（2023秋·安徽滁州·九年級?？计谀榱俗C明人呼出的氣體中含有CO2且能有效排除空氣中CO2的干擾，某學(xué)生設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。A、B中均放入足量的澄清石灰水后進行實驗。下列說法不正確的是（）A．可以根據(jù)A中的澄清石灰水比B中的澄清石灰水更渾濁驗證人呼出氣體比吸入氣體中的二氧化碳的含量高B．A瓶作用是除去被人體吸入的空氣中CO2C．C瓶作用防止人在吸氣時將澄清石灰水吸入嘴中(安全瓶)D．B瓶作用是檢驗人呼出的氣體中是否含有CO2【答案】A【詳解】A、可以根據(jù)B中的澄清石灰水比A中的澄清石灰水更渾濁驗證人呼出氣體比吸入氣體中的二氧化碳的含量高，故A錯誤；B、A瓶作用是除去被人體吸入的空氣中CO2，故B正確；C、C瓶作用防止人在吸氣時將澄清石灰水吸入嘴中（安全瓶），故C正確；D、B瓶作用是檢驗人呼出的氣體中是否含有CO2，故D正確。故選：A。12．（2023秋·九年級課時練習(xí)）如圖1所示，向袋內(nèi)緩緩吹氣，用傳感器采集O2、CO2、濕度（測水蒸氣）相關(guān)數(shù)據(jù)如圖2所示?？v坐標均為某氣體體積分數(shù)（%），橫坐標均為時間（s）。據(jù)圖回答，下列說法不正確的是（）A．表示二氧化碳變化的曲線是XB．通過實驗探究，呼出氣體中氧氣的含量比吸入空氣中的氧氣含量降低C．根據(jù)圖示可知呼出氣體中不含有氧氣D．Y曲線60s之后逐漸下降，可推測保鮮袋中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是保鮮袋內(nèi)壁有水霧產(chǎn)生【答案】C【詳解】A、由于空氣中二氧化碳的體積分數(shù)為0.036%，隨著呼吸作用的進行，二氧化碳的濃度逐漸增大，曲線X表示二氧化碳；空氣中氧氣的體積分數(shù)約為20.77%，隨著呼吸作用的進行，氧氣的含量逐漸降低，則Z表示氧氣；Y曲線表示隨著呼吸作用的進行，含量增大，60s后含量下降，Y曲線表示水蒸氣，故A正確，不符合題意；B、呼吸作用是消耗氧氣，呼出二氧化碳和水蒸氣，空氣中氧氣的體積分數(shù)約為20.77%，隨著呼吸作用的進行，氧氣的含量逐漸降低，則Z表示氧氣；通過實驗探究，呼出氣體中氧氣的含量比吸入空氣中的氧氣含量降低，故B正確，不符合題意；C、由圖可知，Z表示氧氣，則Z中呼出氣體中約含有17.17%的氧氣，故C錯誤，符合題意；D、溫度降低，水蒸氣會冷凝成水滴，所以Y曲線60s之后逐漸下降是因為水蒸氣冷凝組成的，可推測保鮮袋中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是保鮮袋內(nèi)壁有水霧產(chǎn)生，故D正確，不符合題意；故選：C。13．（2023·全