第04讲 对人体吸入的空气和呼出的气体的探究-2023年暑期初二升初三化学衔接自学课（人教版）

第04讲 对人体吸入的空气和呼出的气体的探究 【学习目标】 1.通过对吸入空气和呼出气体的探究，体验提出问题、做出猜想、设计实验等科学探究过程。 2.初步学习排水收集气体的方法，学会用澄清石灰水比较二氧化碳含量和用燃着木条比较氧气含量的方法。 3.初步认识控制变量在初中化学实验中的应用，能依据实验事实，分析证据与假设的关系，形成结论。 【基础知识】 1.二氧化碳可使澄清的石灰水变浑浊，利用这一点可以检验二氧化碳的存在。白色浑浊物越多，说明气体中的二氧化碳越多。 2.氧气能使带火星的木条复燃，以此可以检验氧气的存在。木条燃烧得越旺，说明氧气越充足。 3.二氧化碳还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.如何比较吸入、呼出气体中二氧化碳、氧气和水的含量的不同呢？ 可用澄清石灰水比较二氧化碳的含量不同；可用带火星的木条比较氧气含量不同；可借助干燥的玻璃片比较水蒸气的含量不同。 6.如何收集一瓶空气和呼出的气体呢？ 7.实验验证：人体吸入的空气与呼出的气体中氧气含量不同 现象：盛有空气的集气瓶中无明显变化；盛有呼出气体的集气瓶中燃着的木条熄灭。 结论：呼出气体中氧气的含量比空气中的少。 8.实验验证：人体吸入的空气与呼出的气体中二氧化碳的含量不同 现象：盛有空气的集气瓶中无明显变化；盛有呼出气体的集气瓶中的澄清的石灰水变浑浊。 结论：呼出的气体中二氧化碳含量比空气中的多。 9.实验验证：人体吸入的空气与呼出的气体中水蒸气的含量不同 现象：呼气后玻璃片上有一层薄薄的水雾，放在空气中的玻璃片上没有。 结论：呼出的气体中水分含量比空气中的多。 【考点剖析】 考点一：科学探究的一般步骤 例1.小明在探究人体吸入空气和呼出气体有何不同时，“将呼出气体通入澄清石灰水”属于科学探究的哪一环节（ ） A.提出问题 B.猜想与假设 C.进行实验 D.得出结论 【答案】C 【解析】“将呼出气体通入澄清石灰水”是探究呼出气体和澄清石灰水反应的现象，进而判断生成的物质的特点，属于科学探究的进行实验，故选C。 考点二：比较吸入空气和呼出气体成分 例2.空气质量意味着生活质量。下表为某同学测量的呼吸前后气体组成的实验数据(相同状况下)，下列说法不正确的是（ ） 物质 吸入空气(体积分数/%) 呼出空气(体积分数/%) 氮气 78 75 氧气 21 16 二氧化碳 0.03 4 水蒸气 a b A.本实验中，水蒸气的体积分数a<b B.人的呼吸作用会消耗氧气，产生二氧化碳与水蒸气 C.呼出气体的总体积与吸入空气的总体积相等 D.通常情况下，氮气的化学性质不活泼，在呼吸前后体积几乎无变化 【答案】C 【解析】A.呼吸作用消耗O2产生CO2和H2O，呼出气体中水蒸气的体积分数大于吸入气体中水蒸气的体积分数，故选项A说法正确； B.人的呼吸作用会消耗氧气，产生二氧化碳与水蒸气，故选项B说法正确； C.人的呼吸作用会消耗氧气，产生二氧化碳与水蒸气，气体总体积增大，所以呼出气体的总体积大于吸入空气的总体积，故选项C说法不正确； D.通常情况下氮气的化学性质不活泼，且氮气不参与呼吸作用，在呼吸前后体积几乎无变化，呼出空气中氮气体积分数变小，是因为气体总体积增大，故选项D说法正确。 故选C。 考点三：数字化实验数据分析推理 例3.小明按照如图所示连接实验装置，塑料袋中充有少量空气，一段时间后向塑料袋中吹入一定量呼出气体，利用氧气浓度传感器和二氧化碳浓度传感器测定塑料袋中气体浓度的变化，测定结果如图所示。下列说法不正确的是（ ） A.曲线②代表人呼出气体中 CO2含量 B.35s时开始向塑料袋中呼入气体 C.人呼出气体中 CO2含量高于 O2 D.人呼出气体中 N2含量和空气一样 【答案】C 【解析】A.呼吸作用消耗氧气，呼出二氧化碳，由图可知，曲线②从35s开始上升，故曲线②代表人呼出气体中CO2含量，说法正确； B.由图可知，35s时，气体的浓度开始变化，说明35s时开始向塑料袋中呼入气体，说法正确； C.由图可知，二氧化碳浓度逐渐增大，待趋于稳定时，二氧化碳的浓度为25000ppm，即2.5%，而趋于稳定时，氧气的浓度约为18%，故呼出气体中氧气含量高于二氧化碳，说法错误； D.呼吸作用中氮气没有参与反应，故呼出气体中氮气含量和空气一样，说法正确。 故选C。 考点四：控制变量在初中化学实验中的应用 例4.用下图所示方法探究吸入空气和呼出气体的不同，下列叙述正确的是 A.通过实验1可以得出呼出气体中的CO2含量比空气中的高 B.实验2中在呼出气体中