Question

【題目】化學小組用右圖所示自制裝置進行“人體吸入和呼出氣體成分”的探究。

（提出假設）人體呼出氣體中含有二氧化碳的含量高于吸入氣體。

（進行實驗）

實驗1

步驟	操作	現象
①	氣密性檢驗：在飲料瓶中裝水至沒過長吸管底端， _____	水從長吸管端快速 流出
②	將飲料瓶中裝滿水，對著短管吹氣，用排水法收集呼出氣體，將燃著的木條快速伸入飲料瓶中。	飲料瓶中木條熄滅
③	將水倒掉，向飲料瓶中加入澄清石灰水至沒過長吸管底，從短吸管端吸氣30 秒，觀察石灰水的變化；再從長吸管端吹氣30秒，觀察石灰水的變化。	________

（1）步驟①進行的操作為_______，說明自制裝置的氣密性良好。

（2）步驟②中的現象________（填“能”或“不能”）證明呼出氣體中含二氧化碳，原因是_________。

（3）若假設成立，步驟③中，預期會觀察到的現象是________。

實驗2

實驗1中有同學發現，吹氣一段時間后發現，渾濁的石灰水重新變得澄清。他用上述裝置加入與實驗1等體積的石灰水，做下列實驗來研究這一問題。

實驗編號	石灰水濃度	持續吹氣時間	瓶底現象
2-1	0.16%	30秒	澄清石灰水變渾濁
2-2	0.16%	2分鐘	澄清石灰水先變渾濁，后又變得澄清
2-3	0.08%	30秒	澄清石灰水先變渾濁，后又變得澄清
2-4	0.08%	2分鐘	澄清石灰水先變渾濁，后又變得澄清

（反思與評價）

（4）能說明石灰水重新變澄清與石灰水濃度有關的實驗是________（填實驗編號）。

（5）經查閱資料，石灰水重新變澄清是因為生成了碳酸氫鈣 [Ca(HCO3)2] （20°C時碳酸氫鈣的溶解度為16.6g） 。請寫出由渾濁變澄清反應過程的化學方程式_______。

Answer 1

【答案】對著短吸管緩慢吹氣 不能 呼出氣體中大量的水蒸氣也不支持燃燒，不能根據木條熄滅證明是二氧化碳 若吸氣時石灰水無明顯變化，呼氣時澄清石灰水變渾濁 2-1和2-3 CaCO3+ CO2+ H2O =Ca(HCO3)2

【解析】

（1）在飲料瓶中裝水至沒過長吸管底端，對著短吸管緩慢吹氣，發現水從長吸管端快速流出，這說明裝置的氣密性是良好的，這是因為，如果氣密性良好，吹氣時，瓶內氣壓大于外界大氣壓，在壓強差的作用下，水從長吸管快速流出；

（2）呼出氣體中大量的水蒸氣也不支持燃燒，也能使燃著的木條熄滅，所以不能根據木條熄滅證明是二氧化碳；

（3）吸氣時石灰水無明顯變化，呼氣時澄清石灰水變渾濁，說明人體呼出氣體中二氧化碳的含量高于吸入氣體；

（4）2-1和2-3吹氣時間相同，石灰水濃度不同，現象不同，對比能說明石灰水重新變澄清與石灰水濃度有關；

（5）碳酸鈣和二氧化碳、水反應生成溶于水的碳酸氫鈣，反應的化學方程為：CaCO3+ CO2+ H2O =Ca(HCO3)2。